(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を熱源として記録媒体の記録領域を局所的に加熱して磁気的に情報を記録および再生する熱アシスト磁気記録再生方式において、上記記録媒体が有する記録層の光入射側に窒化炭素膜と当該窒化炭素膜よりも入射光の吸収率が高い炭素膜とが積層された多層構造の膜を配置することを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項２】
上記窒化炭素膜と上記記録層との間に上記炭素膜を配置することを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項３】
上記窒化炭素膜は、その窒素含有量が連続的に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項４】
記録層側における窒素含有量が最小となるように傾斜した窒化炭素膜であることを特徴とする請求項３に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項５】
上記窒化炭素膜の窒素含有量が、３３原子％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項６】
上記窒化炭素膜の厚みが３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項７】
上記記録層の光入射側とは反対側に、さらに窒化炭素膜を備えることを特徴とする請求項２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱源による昇温によって記録領域に対し磁気的に情報を記録再生する熱アシスト磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高密度磁気記録再生技術の１つに、例えば特開平４−１７６０３４号公報には、略室温に補償点を有するｎ形フェリ磁性体の磁気記録媒体及びそれを使用したレーザ光による熱アシスト磁気記録再生方式が公開されている。このような熱アシスト磁気記録方式では、記録時には、媒体の記録領域をレーザ光により局所的に昇温させ、保持力を十分に低下させた状態で、外部磁場（記録用磁気ヘッド）により、情報の記録を行う。また再生時にも、レーザ光により再生領域を局所的に昇温させ、残留磁化の強度を大きくし、再生ヘッドにより情報を読み出す。本方式の特長は、熱源にレーザ光を用いることにより、記録トラック幅の縮小、クロストークの低減を可能にするところにある。
【０００３】
こうした熱アシスト方式で従来提案されて来た磁気記録媒体は、ガラス基板、磁性膜、保護膜、潤滑膜により構成されるが、そのなかの保護膜には、アモルファス炭素膜が用いられている。近年、更なる記録密度の高密度化が要求されており、そのため磁気ヘッドと磁性膜との磁気的スペーシングを縮めることが必要となり、その施策の一つとして保護膜を薄くすることが挙げられる。しかし、上記のアモルファス炭素膜では、厚さが２０ｎｍ以下になると、ヘッドとディスクの摩耗によって保護膜の剥離、破壊が進行するという問題が生じる。同じ磁気記録分野であるハードディスクでは、新たな保護膜として、薄くとも硬さ、摩耗性に優れる、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜（特開昭６０−１５５６６８号公報）や、窒化炭素膜（特開昭６０−２５３０２１号公報）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
熱アシスト方式による磁気記録媒体では、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの３つの金属からなる合金の磁性膜が用いられている。ところがこうした希土類−遷移金属を用いた磁気記録媒体は、一般に酸化されやすく信頼性に欠けるという問題があった。これは希土類元素であるＴｂが酸化しやすいためである。特に保護膜が、アモルファス炭素や、ＤＬＣである場合、高温状態で動作する熱アシスト記録方式においては保護膜を通して、大気中の酸素が磁性膜まで拡散、進行し、磁性膜の磁気特性が変化してしまう問題があった。本発明者らが実施した、２８０℃、２時間の耐候（アニール）テストでは、テスト前後のＶＳＭ（試料振動式磁力計）測定においても、図８に示す様な不可逆な変化が観測され、その原因が磁性膜の酸化であることをオージェ分析により確認した。図８は、アニール前のヒステリシスループとアニール後のヒステリシスループを示しており、アニールにより、ヒステリシスループが変化していることがわかる。こうした問題を回避するためには、保護膜レベルで酸化の進行を抑制する必要があった。
【０００５】
また熱アシスト記録方式では、磁気記録媒体にレーザ照射を行うため、媒体の光学的な特性を考慮する必要がある。即ちレーザ光を媒体に照射した際には、レーザ照射側に保護膜がある場合、その反射を極力抑え、また入射レーザ光を効率的に吸収できる特性が求められる。従来のハードディスク用保護膜として提案されているＤＬＣ膜や、窒化炭素膜を用いた媒体では、これらの点に関してはほとんど考慮されておらず、レーザ光を照射した場合、レーザ光の吸収効率が最適でない可能性は十分に考えられる。本発明者らが実施した実験では、ＤＬＣ膜は、熱アシスト記録方式に用いるレーザ光の波長領域では、図９に示すよう光の吸収率が非常に小さい。さらには、作製条件により吸収率を自由に制御できる膜を作製することが困難なことが確認された。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらの問題を解決するために鋭意検討した結果、発明に至ったものである。
【０００７】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体では、記録媒体が有する記録層の光入射側において、窒化炭素膜と当該窒化炭素膜よりも入射光の吸収率が高い炭素膜が積層された多層構造の保護膜を用いることを特徴としている。これにより、記録層の酸化防止機能は窒化炭素膜が分担し、入射光の熱変換を吸収率が窒化炭素膜より高い炭素膜が分担することにより、保護膜としての機能を最大限に発揮することが可能となる。
【０００８】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体では、上記多層構造の保護膜において、窒化炭素膜と記録層との間に炭素膜を配置することが好ましい。これにより、入射光の熱変換を担う炭素膜が記録層近傍に位置することになり、炭素膜にて生じた熱が効率良く記録層である磁性膜に移動することが可能となる。
【０００９】
本発明の磁気記録媒体では、保護膜として窒素含有量が連続的に傾斜している窒化炭素膜を使用することが好ましい。これにより、膜界面を生じることなく保護膜が作製できるため、膜界面に生じる応力がなく、密着性のより高い保護膜とすることができる。且つ上述の磁気記録媒体と同様の効果が得られる。
【００１０】
本発明の磁気記録媒体では、上記傾斜型窒化炭素膜において、記録層側における窒素含有量が最小となるように傾斜していることが好ましい。これにより、記録層である磁性膜近傍の保護膜は、炭素膜に近い組成となり入射光の吸収率が最大となる。したがって、磁性膜近傍で発熱が生じて効率良く熱の磁性膜への移動が可能となる。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体では、上記窒化炭素膜において、窒素含有量が３３原子％以下であることが好ましい。これにより、光源として使用する波長帯において、吸収率が略０％となることがない。また、通常の反応性スパッタ装置を用いて、常温にて窒化炭素膜を容易に成膜することが可能であり、磁性膜にストレスを与えることはない。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体では、上記窒化炭素膜の厚みとして、最適な値である５〜２０ｎｍを用いることが好ましい。これにより、窒化炭素膜によるレーザ光の吸収と磁性膜への熱移動を最も効率よく行うことができる。
【００１３】
また、本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、上記記録層の光入射側とは反対側に、さらに窒化炭素膜を備えることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実験）本発明者らは、まず窒化炭素膜の特性を調べるため、窒化炭素膜単体の作製、評価を行った。窒化炭素膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により作製した。図１に作製したサンプルの断面図を示す。１０１は基板、１０２は窒化炭素膜である。基板１０１にはガラス基板を用いた。スパッタのターゲットにはグラファイトを用いた。スパッタガスには、アルゴンと窒素の混合ガスを用いた。スパッタガス圧は１Ｐａとし、窒素分圧を０〜９４％まで変化させることにより、膜中に取り込ませる窒素量を制御した。成膜中は基板を水冷した。膜厚は１００ｎｍとした。なお、作製した窒化炭素の窒素量は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により測定を行った結果（図２）、成膜時の導入窒素分圧に比例して増加し、最大３３原子％取り込めた。
【００１５】
始めに、作製した膜の光学的特性として光の吸収率を測定した。窒化炭素膜の吸収率測定の結果を図３に示す。吸収率は、反射率と透過率を測定し、吸収率＝１００（％）−反射率−透過率として計算により求めた。図３からわかる様に、窒素量の増大に伴い、吸収率は減少する傾向にある。また、取り込ませる窒素量を変化させることで、吸収率を大きな範囲で制御することができることを見出した。これを、光アシスト磁気記録媒体の保護膜に応用した場合、レーザ光の効率的な吸収、光学的構造設計が保護膜のレベルで可能になる。
【００１６】
次に、作製した窒化炭素膜の表面酸素量をＸＰＳ法により測定した。比較サンプルとして炭素膜の測定も行った。測定は、まず、成膜しただけのもの（ａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）の状態で行い、その後サンプル内部の組成を測定する目的で一定量だけＡｒイオンによるエッチングを行い、再び測定をおこなった。エッチング前後での測定結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0004073567.tif 000002
【００１８】
結果、ａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ、エッチング後とも、表面酸素量は、炭素膜より窒化炭素膜の方が少なかった。これは、窒化炭素膜は炭素膜に比べ、表面が酸化される割合も低く、内部への酸化の進行も少ないことを意味する。よって、窒化炭素膜は、炭素膜に比べ、より酸化防止効果があることを確認した。
【００１９】
次に実際の磁性膜に窒化炭素膜を付けて熱効率の改善を録再実験から検証した。作製した磁性膜は、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの３つの金属からなる合金膜であり、略室温に補償点を有するｎ形フェリ磁性体で、その組成はＴｂ24Ｆｅ23Ｃｏ53（数字はそれぞれ原子％を示す）である。一方、保護膜の窒素含有量は３０％のものを作製した。
【００２０】
試作したサンプルの構造は図４に示すように、厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板４０１の上に保護膜となる第１の窒化炭素膜４０２を成膜し、その上に上記の磁性膜４０３（膜厚１００ｎｍ）、保護膜である第２の窒化炭素膜４０４（膜厚２０ｎｍ）、潤滑膜４０５の順に積層して作製した。潤滑膜４０５には、例えばパーフルオロポリオキシアルカン系潤滑剤を用いた。
【００２１】
熱アシストとなるレーザ光４１１はガラス基板側から対物レンズ４１２で集光して照射し、磁気ヘッド４１３はその反対側に位置させて記録再生を行った。磁気ヘッドの浮上量は約５０ｎｍであった。試作した第１の窒化炭素膜の膜厚は、５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍの４種類である。周波数２ＭＨｚの信号を、光パワー６ｍＷにて記録し、その信号を光パワー４ｍＷと６ｍＷで再生した場合のＣ／Ｎ（信号対雑音比）を測定した。薄膜磁気ヘッドで測定した時の結果を、第１の窒化炭素膜が無いサンプルの場合と比較して図５に示す。
【００２２】
図５から窒化炭素膜を導入することにより、Ｃ／Ｎ値が増加していることがわかる。これは、レーザ光による発熱が効率良く生じて、磁性膜の磁化が増加した結果が反映されている。しかしながら、窒化炭素膜の膜厚が増加すると、今度はＣ／Ｎ値が減少し始める。この減少は、窒化炭素膜で発熱した熱の内、磁性膜に伝導する量が減少してしまうためと推測される。
【００２３】
したがって、熱効率を鑑みた場合の保護膜の厚さには最適値が存在する。今回の実験では、膜厚は３〜２０ｎｍの範囲で効果が認められ、５ｎｍが最適であった。
【００２４】
ただし、レーザ光が磁気ヘッド側から入射する場合は、図６に示す構造となる。各膜の組成は図４と同じである。
【００２５】
さらに窒化炭素膜の機械的耐久試験として、ＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｔａｒｔ ａｎｄ Ｓｔｏｐ）試験を行った。試験に用いたサンプルは、前述の録再実験に用いたものと基本的には同じであるが、窒化炭素膜の磁性膜への密着性を更に高めるために、窒化炭素保護膜作製時のスパッタ圧を４Ｐａとしたものを用いた。比較サンプルとしてそれぞれアモルファス炭素、ＤＬＣ膜を保護膜としたサンプルを用いた。試験の条件としては、ヘッドは、荷重１ｇのものを用いた。ディスク回転数は、３６００ｒｐｍとし、１０００回のＣＳＳ試験を行った。その後ディスクの動摩擦力を測定することにより、その大小で耐久性を評価した。表２にその結果を示す。本試験により、窒化炭素膜は、アモルファス炭素、ＤＬＣ膜に比べ、潤滑性、耐久性に優れることを確認した。
【００２６】
【表２】
0004073567.tif 000003
【００２７】
（実施例１）窒化炭素膜は、窒素含有量が多くなるに従い、耐酸化性は向上すると予測されるが、光の吸収率は低下する。そこで耐酸化性と高吸収率の両方の特性を最大に発揮する記録媒体を作製する目的で、炭素膜、窒化炭素膜の多層構造を保護膜に持つ記録媒体を作製した。
【００２８】
図７は、本発明の記録媒体の断面図である。７０１はガラス基板、７０２は磁性膜、７０３は炭素膜、７０４は窒化炭素膜、７０５は潤滑膜である。基板７０１は、ガラスディスクを用いた。磁性膜７０２には、ＴｂＦｅＣｏ膜（膜厚１００ｎｍ）をスパッタ法により上記実験と同じ組成に作製した。炭素膜７０３、窒化炭素膜７０４は、上記実験に記述した方法により作製した。窒化炭素膜７０４の窒素含有量は３０％である。炭素膜７０３から窒化炭素膜７０４に到る成膜プロセスでは、スパッタガスの窒素分圧比をコントロールするだけでよく、作製は容易である。最後に、潤滑膜７０５は、スピンコーターにより塗布を行った。潤滑膜７０５として、例えばパーフルオロポリオキシアルカン系潤滑剤を用いた。
【００２９】
このような構造を作製することにより、大気による酸化は表面の窒化炭素膜７０４によりブロックされ、熱源であるレーザ光は、磁性膜により近い炭素膜７０３に効率的に吸収される。
【００３０】
次に、多層構造保護膜の熱効率改善の検証として録再実験を行った。用いたサンプルは、図４の第１の窒化炭素膜の部分を、ガラス基板側から窒化炭素膜を１０ｎｍ、炭素膜を１０ｎｍの順に積層した多層構造とした点を除いて、図４に示した構造と同じである。結果、窒化炭素膜２０ｎｍの場合と比較して、Ｃ／Ｎ値は３ｄＢ程増加し、熱効率の改善を確認した。これにより、磁性膜の酸化を防止するとともに、入射するレーザ光を効率良く熱に変換することができる記録媒体の作製が可能となり、記録及び再生に必要な光パワーの低減に繋げることができた。
【００３１】
（実施例２）また、多層構造と同様な効果を発揮させる目的で窒化炭素保護膜の窒素含有量を連続的に直線的に傾斜させたサンプルを作製した。窒素含有量は、磁性膜近傍では略０％として傾斜させた。実施例１と同様な録再実験から多層構造と同程度の熱効率の改善を確認した。この傾斜型の保護膜では、炭素膜と窒化炭素膜との界面に生じる界面応力を無視することができるため、より密着性の大きな保護膜とすることができた。
【００３２】
以上のように、本発明の熱アシスト磁気記録媒体では、光が入射する側に記録層を保護する膜として窒化炭素膜を用いる。これにより、記録層の酸化を防止するとともに、入射する光を効率良く熱に変換することが可能となり、記録及び再生に必要な光パワーの低減に繋がる。
【００３３】
本発明によれば、窒化炭素膜を熱アシスト磁気記録媒体の保護膜とすることで、熱源としてのレーザ光の吸収効率を改善することができる。また、窒化炭素膜の持つ酸化防止効果により、磁性膜の酸化による劣化を防ぐことができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、記録媒体が有する記録層の光入射側に窒化炭素膜と当該窒化炭素膜よりも入射光の吸収率が高い炭素膜とが積層された多層構造の膜を配置する構成である。
【００３５】
これにより、記録層の酸化防止機能は窒化炭素膜が分担し、入射光の熱変換を吸収率が窒化炭素膜より高い炭素膜が分担することにより、保護膜としての機能を最大限に発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】窒化炭素膜のサンプル構成を示した断面の模式図である。
【図２】窒化炭素膜の、作製時のスパッタ窒素ガス分圧と窒素含有量との関係を示した図である。
【図３】波長３００〜８００ｎｍの光に対する、窒化炭素膜の吸収率特性を示した図である。
【図４】熱効率の評価を目的として録再実験を行ったサンプルの構成図である。
【図５】熱アシスト磁気記録再生出力を測定した結果を示した図である。
【図６】熱アシスト磁気記録媒体の断面を示した図である。
【図７】多層構造の保護膜を持つ熱アシスト磁気記録媒体の構成を示した断面の模式図である。
【図８】熱アシスト磁気記録媒体の磁性膜の酸化による劣化をＶＳＭ測定により示した図である。
【図９】波長３００〜８００ｎｍの光に対する、ＤＬＣ膜の吸収率特性を示した図である。
【符号の説明】
４０１、７０１ ガラス基板
４０２ 第１の窒化炭素膜
４０３、７０２ 磁性膜
４０４ 第２の窒化炭素膜
４０５、７０５ 潤滑膜
７０３ 炭素膜
７０４ 窒化炭素膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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