專利名稱：磁記錄介質(zhì)及磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于信息記錄再生的磁記錄再生裝置，特別涉及適用于高密度記錄的磁記錄介質(zhì)及磁記錄裝置。
背景技術(shù)：
信息化社會(huì)的發(fā)展中令人驚奇的，公知有在作為可以高速處理不僅僅是文字信息而且聲音和圖像信息的裝置之一的計(jì)算機(jī)等上安裝的磁記錄裝置。當(dāng)前，在提高這種磁記錄裝置的記錄密度的同時(shí)，磁記錄裝置在小型化的方向上的開(kāi)發(fā)正在發(fā)展。典型的磁記錄裝置，在心軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝多個(gè)磁盤。各磁盤，由在基板和基板上形成的磁性膜組成，信息的記錄通過(guò)在磁性膜中形成有特定磁化方向的磁區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)。歷來(lái)，被記錄的磁化方向，存在于磁性膜面內(nèi)，叫做面內(nèi)記錄方式。面內(nèi)記錄方式的磁記錄裝置的高密度記錄化，通過(guò)使磁性膜的膜厚變薄，使構(gòu)成的磁結(jié)晶粒的粒徑微小化，并且，通過(guò)降低各粒子間的磁性的相互作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是，結(jié)晶粒的微小化和各粒子間的磁性的相互作用的降低，出現(xiàn)了構(gòu)成記錄的比特(位)的磁化的熱穩(wěn)定性低下的問(wèn)題。
為了緩解這個(gè)問(wèn)題提出一種建議，是采用垂直磁記錄方式，它是把被記錄的磁化的方向取為對(duì)于基板垂直的方向。這樣的結(jié)果是，在相鄰的比特間，靜磁性是穩(wěn)定的，且記錄遷移領(lǐng)域尖銳。再有，通過(guò)在記錄層和基板之間增加以軟磁性材料構(gòu)成的層(軟磁性襯墊層)，因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)記錄時(shí)的磁場(chǎng)急劇變化，使在具有高的磁各向異性的材料上記錄成為可能，由于磁化的熱穩(wěn)定性提高，使更高密度的記錄成為可能。
目前，上述面內(nèi)記錄方式的記錄介質(zhì)使用CoPtCr基合金(以后，稱之為CoPtCr基合金介質(zhì))，也作為垂直磁記錄方式的記錄介質(zhì)，對(duì)相同的CoPtCr基合金介質(zhì)進(jìn)行主要的研究。這種介質(zhì)的特征是由具有強(qiáng)磁性的Co濃度高的結(jié)晶粒和Cr濃度高的非磁性結(jié)晶粒邊界部組成，通過(guò)非磁性粒邊界部，來(lái)降低結(jié)晶粒間的磁性的相互作用。通過(guò)這種效果，實(shí)現(xiàn)了高記錄密度所需要的介質(zhì)的低噪音特性。但是，為對(duì)應(yīng)更高密度記錄，要求在進(jìn)一步降低結(jié)晶粒間的磁性的相互作用的同時(shí)進(jìn)一步提高比特的磁性的熱穩(wěn)定性，提出了一種向記錄層添加氧元素，使結(jié)晶粒邊界氧化的方法。這通過(guò)在靶子中添加氧化物或者通過(guò)在氧氣環(huán)境中成膜得到，記錄層的磁性結(jié)晶粒取由氧化物圍起來(lái)的顆粒構(gòu)造，被稱作含有氧化物的CoPtCr基合金介質(zhì)。在含有氧化物的CoPtCr基合金介質(zhì)的場(chǎng)合，可以通過(guò)氧化物進(jìn)行結(jié)晶粒間的分離，不必像現(xiàn)有的CoPtCr基合金介質(zhì)那樣通過(guò)加熱進(jìn)行相分離。因此，就具有了結(jié)晶粒的成長(zhǎng)比原來(lái)更易受控，對(duì)細(xì)微的結(jié)晶?？刂埔埠苋菀椎奶卣鳌Ｎ墨I(xiàn)1就是作為含有氧化物的CoPtCr基合金介質(zhì)的技術(shù)報(bào)告的例子。在非專利文獻(xiàn)1中展示了，由于含有氧化物的CoPtCr基合金介質(zhì)比之CoPtCr基合金介質(zhì)，可以一面降低結(jié)晶粒間的磁性的相互作用，一面使結(jié)晶磁性各向異性提高，與現(xiàn)有的相比，高記錄密度狀態(tài)下的S/N比高，且，比特的熱穩(wěn)定性高。
含有形成記錄層的氧化物的CoPtCr基膜取六角形細(xì)密結(jié)構(gòu)(以下稱為HCP結(jié)構(gòu))，容易磁化軸為C軸(
方向)方向。所以，要使用含有氧化物的CoPtCr基膜作為垂直磁記錄用途，就需要向記錄層的(002)面取向、把c軸對(duì)膜面在垂直方向取向。作為為了使該容易磁化軸在膜面垂直方向上取向的晶格面間隔控制層，使用Ru或以Ru為主要成分的合金。原因是，Ru的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是與含有氧化物的CoPtCr基膜相同的hcp結(jié)構(gòu)、能夠容易地優(yōu)先取向?yàn)樵诖怪狈较蛏先∠蛴涗泴拥娜菀状呕S所需要的(002)面。然而，Ru的原子半徑比含有以Co作為主要成分的氧化物的CoPtCr基合金的大、晶格面間隔控制層和記錄層之間存在面間隔的不適配(misfit)、產(chǎn)生了對(duì)于記錄層的結(jié)晶性和磁特性給與不好的影響的問(wèn)題。
作為提高含有該氧化物的CoPtCr基膜的取向性的手段，在專利文獻(xiàn)1中，展示了以下方法使用Co或以Co為主要成分的合金作為第1襯底層、使用Ru作為生成于第1襯底層上的第2襯底層的方法，或者用Ru作為第1襯底層、用Co或者以Co為主要成分的合金作為第2襯底層的方法。
特開(kāi)2002-100030號(hào)公報(bào)[非專利文獻(xiàn)1]T.Oikawa et.al，IEEE Trans.Magn.，Vol.38，pp.1976-1978，2002
但是我們研究的結(jié)果為，當(dāng)使用Co或者以Co為主要成分的合金作為第1襯底層、使用Ru作為第2襯底層時(shí)，因?yàn)榈?襯底層的(002)面的優(yōu)先取向性要比Ru差，所以不能確認(rèn)磁特性提高。另一方面，使用Ru作為第1襯底層、用Co或者以Co為主要成分的合金作為第2襯底層時(shí)，當(dāng)以非磁性組成使用第2襯底層時(shí)，產(chǎn)生了第1襯底層和第2襯底層不適配很大、結(jié)晶成長(zhǎng)混亂的問(wèn)題。另一方面，當(dāng)以強(qiáng)磁性組成使用第2襯底層時(shí)，結(jié)晶成長(zhǎng)良好、但記錄層和第2襯底層磁性結(jié)合，可以明白出現(xiàn)記錄再生特性劣化的問(wèn)題。而且，Ru也有以下問(wèn)題(002)面的C軸的分散很大、或者比較容易出現(xiàn)(101)面、成為使記錄層的結(jié)晶性劣化的主要原因。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的、具有高的磁特性的、而且記錄特性優(yōu)良的新型的磁記錄介質(zhì)的制造方法和介質(zhì)。
本發(fā)明的第1形態(tài)是提供一種磁特性及記錄特性優(yōu)良的垂直磁記錄方式的新型磁記錄介質(zhì)，在非磁性基板上順序具備，由軟磁性材料形成的軟磁性襯墊層、由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第1晶格面間隔控制層、由Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir的任何一種金屬、或含有Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir中的至少一種元素的合金形成的中間層、由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第2晶格面間隔控制層、以含有殘留磁化在對(duì)膜面的垂直方向比膜面內(nèi)方向大的氧化物的CoPtCr為主成分的合金磁性材料形成的記錄層。
我們?yōu)樘岣哂涗泴拥拇盘匦缘难芯拷Y(jié)果發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有的由Ru或者以Ru為主要成分的合金形成的晶格面間隔控制層的結(jié)構(gòu)相比，具備了由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第1晶格面間隔控制層、由Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir的任何一種金屬、或含有Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir中的至少一種元素的合金形成中間層、由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第2晶格面間隔控制層的新結(jié)構(gòu)，能夠提高記錄層的磁特性。這個(gè)原因還沒(méi)有完全明了，現(xiàn)在推測(cè)原因?yàn)橥ㄟ^(guò)中間層和晶格面間隔控制層的組合，由于不適配(misfit)減低，記錄層的結(jié)晶性提高，或者是通過(guò)第2晶格面間隔控制層的取向性的改善，記錄層的取向性提高。
作為為非磁性體的第1晶格面間隔控制層和第2晶格面間隔控制層的膜厚，為了防止從記錄磁頭到軟磁性襯墊層的磁間距(spacing)損失，最好使上述兩層膜的合計(jì)厚度小于或等于20nm。
中間層的膜厚最好小于6nm。
作為記錄層的膜厚，因?yàn)樵诖艌?chǎng)斜率急劇變化的條件下記錄，要求分解能高，所以最好小于或等于20nm。
在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，含有形成記錄層的氧化物的CoPtCr基氧化物膜中的氧化物含有率最好為5-20mol％。含有氧化物的CoPtCr基合金磁性膜，作為濺射氣體通過(guò)使用氬氣和氧氣的混合氣體形成，可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)其混合比，在CoPtCr基合金磁性膜中，在分散狀態(tài)下導(dǎo)入5-20mol％的氧化物?；蛘咴跒R射氣體中使用氬氣，通過(guò)調(diào)節(jié)靶子中所含有的氧元素量，也能夠使CoPtCr基合金磁性膜中的氧化物的含有量發(fā)生變化。例如，在和CoPtCr靶子和SiO2或MgO等的靶子同時(shí)使用濺射法得到。通過(guò)使用含有5-20mol％的氧化物的CoPtCr合金磁性膜，可以使磁性結(jié)晶粒間的磁性相互作用降低，提供低介質(zhì)噪音的介質(zhì)。當(dāng)CoPtCr合金磁性膜中的氧化物含有量高于5mol％時(shí)，因?yàn)榇龠M(jìn)了磁性粒子間的分離，磁性粒子間的磁性的相互作用降低，所以介質(zhì)噪音開(kāi)始降低、當(dāng)氧化物含有量大于20mol％時(shí)，氧原子被帶入磁性結(jié)晶粒內(nèi)，磁特性顯著劣化，作為記錄層所必要的磁特性幾乎喪失。
而且，在本發(fā)明的磁紀(jì)錄介質(zhì)中，優(yōu)選使用Si氧化物或Mg氧化物作為氧化物。兩者中，最好使用容易得到細(xì)微的結(jié)晶粒的Si氧化物。作為在記錄層中混入Si氧化物或Mg氧化物的方法有使用在CoPtCr靶子中混入5-20mol％的SiO2或MgO的濺射方法。在這種方法中，容易調(diào)整氧化物含有量，形成的膜薄，形成了CoPtCr基合金磁性結(jié)晶粒的周圍由作為氧化物的SiO2或MgO環(huán)繞的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，在記錄層上用磁頭記錄再生信息時(shí)，軟磁性襯墊層具有在記錄層上匯集從磁頭漏出的磁通的作用。作為軟磁性襯墊層的材料，最好使用飽和磁化大、矯頑力小、且導(dǎo)磁率高的軟磁性材料，作為與其對(duì)應(yīng)的材料，例如，有CoTaZr膜。而且，這種軟磁性襯墊層的膜厚，最好范圍在50-500nm。
根據(jù)本發(fā)明的第二形態(tài)，提供一種磁記錄裝置。該裝置具有磁頭和驅(qū)動(dòng)裝置，所述磁頭對(duì)于本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)對(duì)與記錄層的膜面相垂直的方向上進(jìn)行磁化、而且對(duì)與上述軟磁性襯墊層的膜面相平行的方向進(jìn)行磁化、記錄層和軟磁性襯墊層協(xié)同構(gòu)成磁回路，所述驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)該磁頭相對(duì)驅(qū)動(dòng)該磁記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)，作為高密度磁記錄介質(zhì)，通過(guò)在非磁性基板上具備由軟磁性材料形成的軟磁性襯墊層、由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第1晶格面間隔控制層、由Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir的任何一種金屬、或含有Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir中的至少一種元素的合金形成的中間層、由Ru或以Ru為主要成分的合金生成的第2晶格面間隔控制層、由含有氧化物的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層和保護(hù)層，可以提供具有高磁性特性和優(yōu)越的記錄特性兩方面特點(diǎn)的能夠高密度記錄的磁記錄介質(zhì)及具備有該介質(zhì)的磁記錄裝置。
圖1是表示實(shí)施例1的磁盤的剖面結(jié)構(gòu)的略圖。
圖2是表示比較例的磁盤的剖面結(jié)構(gòu)的略圖。
圖3是表示實(shí)施例1及比較例的X線衍射測(cè)定結(jié)果的示意圖。
圖4是用本發(fā)明制成的具備有磁盤的磁記錄裝置的略圖，圖4(a)為平面圖，圖4(b)為圖4(a)中的A-A的截面圖。
圖5是表示實(shí)施例4的磁帶的剖面結(jié)構(gòu)的略圖。
具體實(shí)施例方式
以下使用實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)及磁記錄裝置，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1表示用實(shí)施例1制作成的磁盤的概略截面圖。如圖1所示，磁盤10的結(jié)構(gòu)是在基板1上順序疊置緊密接觸層2、軟磁性襯墊層3、第1晶格面間隔控制層4、中間層5、第2晶格面間隔層控制層6、記錄層7、以及保護(hù)層8。緊密接觸層2是為了防止基板1和在其上層疊的膜發(fā)生脫落的層、軟磁性襯墊層3是為了在記錄信息時(shí)匯集外加磁場(chǎng)的層。第1晶格面間隔控制層4、中間層、及第2晶格面控制層6是為了使記錄層7的取向性提高的層。記錄層7是作為磁化信息記錄信息的層，它的磁化方向是對(duì)膜面垂直的方向。保護(hù)層8，是為了保護(hù)基板1上順序?qū)盈B的層疊膜2-7的層。以下，說(shuō)明使用該例制成的磁盤的制作方法。
基板1使用直徑為2.5英寸(6.5cm)的圓板形的玻璃基板。在該基板1上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成Ti膜作為緊密接觸層2。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力500W，Ti作為靶子。緊密接觸層2的膜厚為5nm。
接下來(lái)，在緊密接觸層2上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成CoTaZr膜作為軟磁性襯墊層3。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力400W，靶子的成分為Co88Ta10Zr2(at％)。軟磁性襯墊層3的膜厚為100nm。
接下來(lái)，在軟磁性襯墊層3上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成Ru膜作為第1晶格面間隔控制層4。濺射條件是，氣壓1.3Pa、投入電力200W，Ru作為靶子。第1晶格面間隔控制層4的膜厚為10nm。
接下來(lái)，在第1晶格面間隔控制層4上，以各種材料，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成中間層5。濺射條件是，氣壓0.65Pa、投入電力500W，合金作為靶子。中間層5的膜厚為2nm。
接下來(lái)，在中間層5上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成Ru膜作為第2晶格面間隔控制層6。濺射條件是，氣壓1.3Pa、投入電力200W，Ru作為靶子。第2晶格面間隔控制層6的膜厚為10nm。
進(jìn)而，在第2晶格面間隔控制層6上，通過(guò)RF濺射(sputtering)形成含有氧化物的CoPtCr-SiO2合金磁性膜作為記錄層7。靶子的成分是Co74Pt16Cr10(at％)-SiO2(CoPtCr∶SiO2＝94∶6mol％)。濺射條件是，氣壓2.1Pa、投入電力800W。記錄層7的膜厚為16nm。
最后，在記錄層7上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成無(wú)定形碳膜作為保護(hù)層8。濺射條件是，氣壓0.20Pa、投入電力300W。保護(hù)層8的膜厚為3nm。
(比較例)圖2表示用比較例制成的磁盤的概略截面圖。如圖2所示，磁盤10的結(jié)構(gòu)為在基板1上順序疊置緊密接觸層2、軟磁性襯墊層3、晶格面間隔控制層9、記錄層7、及保護(hù)層8。緊密接觸層2是為了防止基板1和在其上層疊的膜發(fā)生脫落的層、軟磁性襯墊層3是為了在記錄信息時(shí)匯集外加磁場(chǎng)的層。晶格面間隔控制層9是用于提高記錄層7的取向性的層。記錄層7是作為磁化信息記錄信息的層，它的磁化方向是對(duì)著膜面的垂直方向。保護(hù)層8，是為了保護(hù)基板1上順序?qū)盈B的層疊膜2-9的層。以下，說(shuō)明以該例制成的磁盤的制作方法。
基板1使用直徑為2.5英寸(6.5cm)的圓板形的玻璃基板。在該基板1上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成Ti膜作為緊密接觸層2。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力500W，Ti作為靶子。緊密接觸層2的膜厚為5nm。
接下來(lái)，在緊密接觸層2上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成CoTaZr膜作為軟磁性襯墊層3。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力400W，靶子的成分為Co88Ta10Zr2(at％)。軟磁性襯墊層3的膜厚為100nm。
接下來(lái)，在軟磁性襯墊層3上，通過(guò)DC(sputtering)形成Ru膜作為晶格面間隔控制層9。濺射條件是，氣壓1.3Pa、投入電力200W，Ru作為靶子。晶格面間隔控制層9的膜厚為20nm。
進(jìn)而，在晶格面間隔控制層9上，通過(guò)RF(sputtering)形成含有氧化物的CoPtCr-SiO2合金磁性膜作為記錄層7。靶子的成分是Co74Pt16Cr10(at％)-SiO2(CoPtCr∶SiO2＝94∶6mol％)。濺射實(shí)施的條件是，氣壓2.1Pa、投入電力800W。記錄層7的膜厚為16nm。
最后，在記錄層7上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成的無(wú)定形碳膜作為保護(hù)層8。濺射條件是，氣壓0.20Pa、投入電力300W。保護(hù)層8的膜厚為3nm。
接下來(lái)，使用極核(極カ—)效果測(cè)定裝置測(cè)定實(shí)施例1及比較例的磁特性。結(jié)果如表1所示[表1]
如表1所示，實(shí)施例1的磁特性比比較例優(yōu)。為了找出這個(gè)原因，進(jìn)行了實(shí)施例1及比較例的X線衍射測(cè)定。結(jié)果如圖3所示。
觀測(cè)到，在比較例的場(chǎng)合，有一個(gè)峰值是由Ru(002)面引起的，對(duì)此，在實(shí)施例1的場(chǎng)合，有兩個(gè)峰值是由Ru(002)面引起的。在實(shí)施例1中，由高角側(cè)的Ru(002)面引起的峰值與第2晶格面間隔控制層相對(duì)應(yīng)。該峰值位置，與比較例中由Ru(002)面引起的峰值的出現(xiàn)角度比較，可以知道與實(shí)施例1的第2晶格面間隔控制層對(duì)應(yīng)的峰值比比較例出現(xiàn)在更高的角側(cè)，與比較例相比減低了與由記錄層CoPtCr-SiO2(002)面引起的峰值的面間隔的不適配。
再有，為了研究實(shí)施例1和比較例的取向性方面是否存在差異，通過(guò)用搖擺曲線求出記錄層的(002)面的Δθ50，來(lái)評(píng)價(jià)記錄層的取向性。結(jié)果如表2所示。
Δθ50的值反映了結(jié)晶的取向性，其值越小取向性越高。在實(shí)施例和比較例的情況下，兩者的值沒(méi)有大的差別，可知記錄層的取向性沒(méi)有什么不同。
通過(guò)以上的結(jié)果，實(shí)施例和比較例的磁特性的不同，由于中間層的效果，使第2晶格面間隔控制層的面間隔發(fā)生了變化，解釋了減低了記錄層和第2晶格面間隔控制層的不適配、記錄層的結(jié)晶性提高的原因。
接下來(lái)，在用這些例子制成的磁盤的保護(hù)層上涂抹1mm厚的潤(rùn)滑劑后，把該磁盤安裝在如圖4所示的磁記錄裝置60內(nèi)，來(lái)評(píng)價(jià)記錄再生特性。圖4(a)是磁記錄裝置60的概略平面圖，圖4(b)是在圖4(a)中的虛線A-A，位置的磁記錄裝置60的概略截面圖。如圖4(b)所示，磁盤10被安裝在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的心軸52的同軸上、通過(guò)心軸52旋轉(zhuǎn)。
在用該磁記錄裝置60在磁盤10上記錄信息時(shí)，使用用具有2.1T的高飽和磁通密度的軟磁性膜薄膜形成的薄膜磁頭，在再生信息時(shí)，使用具有巨大的磁阻效果的轉(zhuǎn)動(dòng)閥(スピンバルブ)型磁頭。記錄用的薄膜磁頭及再生用的轉(zhuǎn)動(dòng)閥型磁頭被做成一體，作為磁頭53在圖4表示。通過(guò)磁頭用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)54控制該一體型磁頭53。保持磁記錄裝置60的磁頭面和磁盤面的距離為5nm。
通過(guò)該磁記錄裝置60的磁頭53，對(duì)磁盤10的第1記錄層5及第2記錄層6的膜面進(jìn)行垂直方向的磁化，且對(duì)軟磁性襯墊層3的膜面進(jìn)行平行方向的磁化，可以實(shí)現(xiàn)記錄層及軟磁性襯墊層3共同作用下構(gòu)成磁回路。而且，在磁記錄裝置60中，裝備有用于對(duì)于該磁頭53相對(duì)驅(qū)動(dòng)磁盤10的驅(qū)動(dòng)裝置54。
使用該磁盤10、取線記錄密度20kFCI的信號(hào)作為記錄時(shí)的再生輸出(Slf)，取與在線記錄密度800kFCI下的噪音(Nd)的比作為磁盤的記錄再生特性(Slf/Nd比)來(lái)評(píng)價(jià)。表3表示了Slf/Nd比的測(cè)定結(jié)果。
可知實(shí)施例1的Slf/Nd比表示比比較例優(yōu)的記錄再生特性。這可以被認(rèn)為對(duì)應(yīng)較之比較例實(shí)施例1的磁特性提高。
(實(shí)施例2)在實(shí)施例2中，使用各種材料來(lái)形成中間層，用與實(shí)施例1同樣的膜構(gòu)造制作。
在表4中展示了，制作成的磁記錄介質(zhì)的中間層的材料、磁特性及通過(guò)記錄層的(002)面的搖擺曲線求出的Δθ50的測(cè)定結(jié)果、和取線記錄密度20kFCI的信號(hào)作為記錄時(shí)的再生輸出(Slf)、取與在線記錄密度800kFCI下的噪音(Nd)的比作為磁盤的記錄再生特性(Slf/Nd比)的結(jié)果。
在實(shí)施例2中，中間層材料使用Co90Cr10(at％)時(shí)，同實(shí)施例1一樣取向性沒(méi)有什么變化，但是記錄再生特性改善，通過(guò)同實(shí)施例1相同的不適配(misfit)的減低效果，可推測(cè)出結(jié)晶性的提高。另一方面，在其他的材料中，因?yàn)棣う?0的值減低，所以可知在記錄層的結(jié)晶性得到改善以外，取向性也提高了。所以，通過(guò)這些效果，可以認(rèn)為記錄層的磁特性提高了。其結(jié)果可以解釋為在實(shí)施例2中的任何一種材料，都比比較例的磁特性、記錄再生特性優(yōu)。
(實(shí)施例3)在實(shí)施例3中，作為在記錄層中添加的氧化物使用MgO以外，其他的方面和實(shí)施例1相同制作。具體的做法是在第2晶格面間隔控制層6上，通過(guò)RF濺射(sputtering)形成CoPtCr-MgO合金磁性膜作為記錄層7。靶子的成分是Co74Pt16Cr10(at％)-MgO(CoPtCr∶MgO＝94∶6mol％)。濺射條件是，氣壓2.1Pa、投入電力800W。記錄層7的膜厚為16nm。
最后，在記錄層7上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成無(wú)定形碳膜作為保護(hù)層8。濺射條件是，氣壓0.20Pa、投入電力300W。保護(hù)層8的膜厚為3nm。使用實(shí)施例3、取線記錄密度20kFCI的信號(hào)作為記錄時(shí)的再生輸出(Slf)、取與在線記錄密度800kFCI下的噪音(Nd)的比作為磁盤的記錄再生特性(Slf/Nd比)來(lái)評(píng)價(jià)。表5和實(shí)施例1的測(cè)定結(jié)果一起表示Slf/Nd比的測(cè)定結(jié)果。
可以得知實(shí)施例3的記錄再生特性，較比較例優(yōu)，但是，和實(shí)施例1比較時(shí)記錄再生特性低下。為了研究?jī)烧叩膮^(qū)別，使用透過(guò)電子顯微鏡(TEM)觀察記錄層的平面圖像的結(jié)果，可以得知對(duì)于實(shí)施例1的平均結(jié)晶粒徑為7.3nm，而實(shí)施例3的平均結(jié)晶粒徑為8.5nm，要大。這個(gè)粒徑的差值，因?yàn)楸憩F(xiàn)為在高密度記錄的比特遷移領(lǐng)域的噪音差，所以可以認(rèn)為實(shí)施例3的記錄再生特性有若干劣化。通過(guò)以上的結(jié)果，可以得知使用SiO2作為氧化物的方法，能夠使結(jié)晶粒徑變小的事實(shí)。
上述實(shí)施例，是以使用含有氧化物的CoPtCr合金磁性膜作為磁盤的記錄層的例來(lái)說(shuō)明的，但是本發(fā)明限定于這些。含有氧化物的CoPtCr合金磁性膜是結(jié)晶質(zhì)、因?yàn)樵诮Y(jié)晶粒內(nèi)以Co為主要成分的合金，采取在粒子間含有氧化物的結(jié)構(gòu)，所以在作為結(jié)晶質(zhì)的Co合金中，只要采取六角形最密充填結(jié)構(gòu)，則在Cr及Pt以外，也可以含有，Ta、Nb、Ti、Si、B、Pd、V、Mg、Gd等元素，或這些元素的組合。
在上述實(shí)施例中，是以使用Ru作為晶格面間隔控制層來(lái)說(shuō)明的，但是本發(fā)明不限于此。只要采取六方最密充填結(jié)構(gòu)，則也可以含有Cr、Co，Ta、Nb、Ti、Si、B、Pd、V、Mg、Gd等元素，或這些元素的組合。
在上述實(shí)施例中，是以使用玻璃作為磁盤的基板材料來(lái)說(shuō)明的，但是本發(fā)明不限于此。根據(jù)情況，也可以使用鋁、聚碳酸脂等塑料或樹(shù)脂等。
而且，該技術(shù)不僅可以用于磁盤，也可以適用于磁帶介質(zhì)。以下是本技術(shù)用于磁帶的實(shí)施例。
(實(shí)施例4)圖5表示使用實(shí)施例4制作成的磁帶的概略截面圖。如圖5所示，磁帶20的結(jié)構(gòu)是在厚為3μm的帶基薄膜(base film)11上順序疊置緊密接觸層2、軟磁性襯墊層3、第1晶格面間隔控制層4、中間層5、第2晶格面間隔控制層6、記錄層7、及保護(hù)層8組成。緊密接觸層2是為了防止帶基薄膜11和在其上層疊的膜發(fā)生脫落的層、軟磁性襯墊層3是為了在記錄信息時(shí)匯集外磁場(chǎng)的層。第1晶格面間隔控制層4、中間層5、及第2晶格面控制層6是為了使記錄層7的取向性提高的層。記錄層7是作為磁化信息記錄信息的層，是氧化物濃度沿著膜厚的方向連續(xù)變化的層，它的磁化方向是對(duì)著膜面的垂直方向。保護(hù)層8，是為了保護(hù)在帶基薄膜11上順序?qū)盈B的層疊膜2-7的層。以下說(shuō)明使用該例制作的磁帶的制作方法。
帶基薄膜11中使用厚為3μm的PEN薄膜。在該帶基薄膜11上，通過(guò)DC濺射(sputtering)形成Ti膜作為緊密接觸層2。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力500W，Ti作為靶子。緊密接觸層2的膜厚為5nm。
接下來(lái)，在緊密接觸層2上，通過(guò)DC濺射形成CoTaZr膜作為軟磁性襯墊層3。濺射條件是，氣壓0.28Pa、投入電力400W，靶子的成分為Co88Ta10Zr2(at％)。軟磁性襯墊層3的膜厚為100nm。
接下來(lái)，在軟磁性襯墊層3上，通過(guò)DC濺射形成Ru膜作為第1晶格面間隔控制層4。濺射條件是，氣壓1.3Pa、投入電力200W，Ru作為靶子。第1晶格面間隔控制層4的膜厚為10nm。
接下來(lái)，在第1晶格面間隔控制層4上，通過(guò)DC濺射形成Co膜作為中間層5。濺射條件是，氣壓0.65Pa、投入電力500W，Co作為靶子。中間層5的膜厚為2nm。
接下來(lái)，在中間層5上，通過(guò)DC濺射形成Ru膜作為第2晶格面間隔控制層6。濺射條件是，氣壓1.3Pa、投入電力200W，Ru作為靶子。第2晶格面間隔控制層6的膜厚為10nm。
進(jìn)而，在第2晶格面間隔控制層6上，通過(guò)RF濺射形成含有氧化物的CoPtCr-SiO2合金磁性膜作為記錄層7。靶子的成分是Co74Pt16Cr10(at％)-SiO2(CoPtCr∶SiO2＝94∶6mol％)。濺射條件是，氣壓2.1Pa、投入電力800W。記錄層7的膜厚為16nm。
最后，在記錄層7上，通過(guò)DC濺射形成區(qū)定形碳膜作為保護(hù)層8。濺射條件是，氣壓0.20Pa、投入電力300W。保護(hù)層8的膜厚為3nm。
進(jìn)而，在形成上述記錄層側(cè)的內(nèi)面，涂抹背敷涂料作為背敷層12。
對(duì)于實(shí)施例4的磁帶相對(duì)應(yīng)的，評(píng)價(jià)記錄與相當(dāng)10TB磁帶的容量的5Gbit/inch2(500kFCI、9.8kTPI)相當(dāng)?shù)男盘?hào)的S/N比時(shí)，顯示出26.1dB和系統(tǒng)要求的記錄再生特性。
在以上的實(shí)施例中，使用設(shè)置CoTaZr膜作為磁盤或磁帶的軟磁性襯墊層為例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于此。作為軟磁性襯墊層也可以使用FeTaC、FeTaN、FeAlSi、FeC、CoB、CoTaNb、NiFe、或那些軟磁性膜和C膜的積層膜。但是最好使用CoTaZr膜。
在上述實(shí)施例中，以在作為記錄層形成含有氧化物的CoPtCr合金磁性膜時(shí)，通過(guò)使用CoPtCr合金靶子和氧化物靶子的同時(shí)成膜法，調(diào)整記錄層中的氧化物的含有量為例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于此。也可以對(duì)于不含氧化物的靶子使用氧化物和氬氣的混合氣體進(jìn)行濺射來(lái)調(diào)整記錄層中的氧元素的含有量，或使用以氧化物和氬氣的混合氣體作為濺射氣體、甚至也可以通過(guò)使用將氧混入CoPtCr合金中的靶子進(jìn)行濺射來(lái)調(diào)整記錄層中的氧化物的含有量。
在上述實(shí)施例中，關(guān)于在基板上疊置襯底層及記錄層的磁盤及磁帶進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于此。在具有襯底層自身上支持記錄層的功能的場(chǎng)合，有時(shí)也可以不具備基板。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于，記錄層是以含有氧化物的CoPtCr為主要成分的合金磁性材料，在殘留磁化在對(duì)膜面的垂直方向上比膜面內(nèi)方向上大的垂直磁記錄方式的記錄介質(zhì)中，在非磁性基板上順序具備由軟磁性材料形成的軟磁性襯墊層、由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第1晶格面間隔控制層、由Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir的任何一種金屬、或含有Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir中的至少一種元素的合金形成的中間層、由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第2晶格面間隔控制層、記錄層。
2.權(quán)利要求1中所記載的磁記錄介質(zhì)，其特征在于，該中間層的膜厚小于6nm。
3.權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所記載的磁記錄介質(zhì)，其特征在于，該記錄層中的氧化物含有率為5-20mol％。
4.權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所記載的磁記錄介質(zhì)，其特征在于，該記錄層中的氧化物為Si氧化物。
5.權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所記載的磁記錄介質(zhì)，其特征在于，該記錄層的厚度小于或等于20nm。
6.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于，記錄層是以含有氧化物的CoPtCr為主要成分的合金磁性材料，在殘留磁化在對(duì)膜面的垂直方向上比膜面內(nèi)方向上大的垂直磁記錄方式的記錄介質(zhì)中，在非磁性基板上順序具備由軟磁性材料形成的軟磁性襯墊層、由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第1晶格面間隔控制層、由Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir的任何一種金屬、或含有Co、Cu、Au、Pd、Pt、Ir中的至少一種元素的合金形成的中間層、由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第2晶格面間隔控制層、記錄層；且，該中間層的膜厚小于該第1晶格面間隔控制層和該第2晶格面間隔控制層的合計(jì)膜厚的30％。
7.垂直磁記錄方式的磁記錄裝置，具有對(duì)于權(quán)利要求1記載的磁記錄介質(zhì)對(duì)上述記錄層的膜面垂直的方向給與磁化的磁頭、和用于對(duì)上述磁頭相對(duì)驅(qū)動(dòng)上述磁記錄介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有高靜磁特性并且有優(yōu)秀的記錄特性的磁記錄介質(zhì)及具備該磁記錄介質(zhì)的磁記錄裝置。該磁記錄介質(zhì)具備作為高密度磁記錄介質(zhì)在非磁性基板上由軟磁性材料形成的軟磁性襯墊層，由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第1晶格面間隔控制層，由Co或以Co為主要成分的合金形成的中間層，由Ru或以Ru為主要成分的合金形成的第2晶格面間隔控制層，由含有氧化物的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層及保護(hù)層。
文檔編號(hào)G11B5/66GK1624772SQ20041009129
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者神田哲典 申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社