專利名稱：磁記錄媒體和磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁記錄媒體和磁記錄裝置，尤其涉及適合高密度記錄的垂直記錄方式的磁記錄媒體和磁記錄裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，伴隨信息化社會(huì)的發(fā)展，不僅是文字信息，高速地處理聲音信息和圖像信息也逐漸成為可能。安裝在計(jì)算機(jī)中的磁記錄裝置就是可以高速處理這些信息的裝置中的一種。該磁記錄裝置在提高記錄密度的同時(shí)，進(jìn)一步以小型化為目的進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
一般，磁記錄裝置在主軸上安裝多個(gè)磁盤(pán)并使其可以旋轉(zhuǎn)。每個(gè)磁盤(pán)由底板和在底板上形成的磁性膜(也可以適宜地稱為記錄層)構(gòu)成，通過(guò)在磁性膜中形成具有特定磁化方向的磁疇來(lái)進(jìn)行信息記錄。以往記錄在磁性膜中的磁化方向是磁性膜的面內(nèi)方向，稱為面內(nèi)記錄方式。面內(nèi)記錄方式的磁盤(pán)的高密度化記錄可以通過(guò)使磁性膜的膜厚變薄，使構(gòu)成磁性膜的磁性結(jié)晶的晶粒直徑變微小，并且減小每個(gè)磁性結(jié)晶的晶粒間的磁相互作用來(lái)達(dá)到。但是，由于磁性結(jié)晶的晶粒變微小和減小磁性結(jié)晶的晶粒間的磁相互作用會(huì)降低記錄磁化的熱穩(wěn)定性。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了垂直記錄方式的磁盤(pán)方案。
在垂直記錄方式中，磁性膜中的磁疇的磁化方向垂直于膜面進(jìn)行記錄。通過(guò)利用這種方式，可以使相鄰的記錄比特間像消磁一樣穩(wěn)定，在提高熱穩(wěn)定性的同時(shí)，使記錄過(guò)渡區(qū)域變得尖銳。進(jìn)一步，通過(guò)在垂直記錄方式的磁盤(pán)的底板和記錄層之間加入由軟磁材料形成的層(以下稱為軟磁性襯里層)，在記錄信息時(shí)可以匯集施加在記錄層上的磁場(chǎng)，從而可以記錄到具有更高磁各向異性的磁性材料上。由于具有高磁各向異性的磁性材料的磁化的熱穩(wěn)定性高，所以可以進(jìn)行更高密度的記錄。
在上述面內(nèi)記錄方式的磁盤(pán)的記錄層中使用CoCr系列合金，并且在垂直記錄方式的磁盤(pán)的記錄層中也同樣地試驗(yàn)了CoCr系列合金是適用的。在由該CoCr系列合金形成的記錄層內(nèi)部，形成由具有強(qiáng)磁性的高Co濃度的晶粒和高Cr濃度的非磁性晶粒的晶粒邊界部分組成的二相分離結(jié)構(gòu)，并可以通過(guò)非磁性的晶粒的晶粒邊界部分阻斷了具有強(qiáng)磁性的晶粒間的磁的相互作用。由此實(shí)現(xiàn)了在高密度記錄中所必需的媒體的低噪音化。
但是，為了要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高密度記錄，就必須進(jìn)一步地降低晶粒間的磁相互作用。作為解決這個(gè)問(wèn)題的方法，有一種在CoCr系列合金形成的記錄層中，使晶粒邊界部形成氧化物的方法。這是通過(guò)在濺射(sputtering)的靶(target)中添加氧化物或者在含氧的氣體中使記錄層成膜而得到的。將用這些方法得到的CoCr系列氧化物作為記錄層的媒體，具有記錄層的磁性晶粒被氧化物包圍的氧化物微粒(granular)結(jié)構(gòu)。通過(guò)該氧化物的微粒結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步降低磁性晶粒間的磁相互作用，從而可進(jìn)一步減小磁記錄媒體的媒體噪音。
制作將CoCr系列氧化物作為記錄層的媒體的時(shí)候，必須控制記錄層的結(jié)晶定向，從而使由CoCr系列氧化物形成的記錄層的易磁化軸朝向膜面的垂直方向，因此使用底層。CoCr系列氧化物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是hcp(最密六方晶格)結(jié)構(gòu)，由于其易磁化軸是c軸方向，所以為了使CoCr系列氧化物的c軸定向在膜面的垂直方向，必須具有與CoCr系列氧化物相同的hcp的底層。作為具有與CoCr系列氧化物相同的hcp結(jié)構(gòu)的元素，可以列舉出Ti、Ru及其合金。作為具有使用這些元素形成的底層的磁記錄媒體的例子，提出了一種在記錄層上使用CoPtCrO磁性層，并且組合以Ti為主體的第一底層和以Ru等為主體的第二底層作為其底層的磁記錄媒體的方案[例如，參考專利文獻(xiàn)1-日本特開(kāi)2001-6158號(hào)公報(bào)(第3頁(yè)，圖1)]。另外，還提出了一種在記錄層上使用CoPtCr合金磁性膜，在底層使用CoCrRu膜的面內(nèi)記錄方式的磁記錄媒體的方案[例如，參考專利文獻(xiàn)2-日本特開(kāi)2002-208126號(hào)公報(bào)(第4-5頁(yè)，圖1-2)]。
但是，根據(jù)本發(fā)明人的見(jiàn)解，認(rèn)為在底層由一層以Ti為主體的膜形成的時(shí)候，就自然而然地使記錄層的結(jié)晶定向性的改善具有了一定限度。例如，在上述專利文獻(xiàn)1中，通過(guò)組合以Ti為主體的第一底層和由以Ru等為主體的第二底層，改善了記錄層的結(jié)晶定向性。即，為了進(jìn)一步提高記錄層的結(jié)晶定向性，必須組合多個(gè)底層。因此，上述專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的磁記錄媒體的底層的膜會(huì)增厚。但是，在垂直記錄方式的磁記錄媒體中，為了提高記錄特性，雖在底層和底板之間設(shè)置了軟磁性襯里層，但當(dāng)為了提高記錄層的結(jié)晶定向性而使用多個(gè)底層時(shí)，軟磁性襯里層和記錄層的距離就會(huì)變寬，而產(chǎn)生阻礙兩者間的磁性結(jié)合的現(xiàn)象，并發(fā)生使記錄特性惡化的出乎意料的問(wèn)題。
另一方面，上述專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的磁記錄媒體是面內(nèi)記錄方式的磁記錄媒體，作為該磁記錄膜的含氧的CoPtCr合金磁性膜的結(jié)晶c軸在面內(nèi)方向。因此，高的面記錄密度的垂直磁記錄在本質(zhì)上是很困難的。另外，按專利文獻(xiàn)2的記載，作為記錄層的底層不僅是CoCrRu層，還必須疊層該層和由Ru、Re、Os中的至少一種元素組成的含氧層，并且也指出多個(gè)底層是必需的。因此，由于如專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的磁記錄媒體是面內(nèi)記錄方式，所以也無(wú)法解決以下問(wèn)題無(wú)須使寫(xiě)入磁頭的磁極和軟磁性襯里層表面間的距離[就是所謂的磁間距(spacing)]變小，并且也不能解決垂直磁記錄方式獨(dú)有的問(wèn)題，即，伴隨著記錄層和軟磁性襯里層的距離的擴(kuò)大，寫(xiě)入磁場(chǎng)的分布梯度并沒(méi)有變陡，也不能形成小的記錄比特，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高密度記錄。
因此，為了通過(guò)以CoCr系列氧化物作為記錄層的垂直記錄方式的磁記錄媒體來(lái)控制記錄特性的惡化的同時(shí)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高密度記錄，本發(fā)明人認(rèn)為必須開(kāi)發(fā)一種可以使膜的膜厚變薄，并且即使一層也可以顯著地提高記錄層的定向性的新的底層，并由此完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的磁記錄媒體，它解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，是以CoCr系列氧化物為記錄層的垂直記錄方式的磁記錄媒體，它由一層底層構(gòu)成，從而可使底曾的膜厚變薄，另外，還可以提高記錄層的定向性，由此具有高矯頑力和低媒體噪音。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種磁記錄媒體，它是一種在非磁性底板上依次形成由軟磁性材料形成的軟磁性襯里層、底層和直接在該底層上形成的記錄層，該記錄層該是以含氧的CoPtCr為主體的合金磁性材料，并且與膜面垂直方向的剩余磁化大于膜面內(nèi)方向的剩余磁化，在這種垂直磁記錄方式的磁記錄媒體中，其特征在于，該底層由以CoCrRu合金為主體的合金形成。
本發(fā)明人制作一種具有底層的磁記錄媒體，該底層由具有與形成記錄層的含氧的CoPtCr合金磁性膜相同的hcp結(jié)構(gòu)(六方最密充填結(jié)構(gòu))的Ti、Ru及其合金形成，并評(píng)估其磁特性和記錄再生特性。其結(jié)果表明雖然通過(guò)使用由Ti、Ru及其合金形成的底層，可以控制記錄層的結(jié)晶定向性，但是為了使該控制成為可能，底曾的膜厚必須超過(guò)40nm，由此會(huì)導(dǎo)致記錄特性降低。但是，膜厚薄到小于40nm則會(huì)降低記錄層的結(jié)晶性，并且無(wú)法實(shí)現(xiàn)充分的高密度記錄。
本發(fā)明的磁記錄媒體使用在非磁性的CoCr合金中混合了Ru的CoCrRu膜作為由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的底層。在底層中使用的CoCrRu膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有與在記錄層中使用的含氧的CoPtCr合金磁性膜相同的hcp結(jié)構(gòu)(六方最密充填結(jié)構(gòu))。通過(guò)利用CoCrRu膜作為記錄層的底層，即使底層膜的膜厚薄到小于40nm，也可以使作為含氧的CoPtCr合金磁性膜的易磁化軸的c軸在與記錄層面內(nèi)的垂直方向上進(jìn)行結(jié)晶定向。由此，可以提高由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的結(jié)晶定向性，可提高消磁特性。進(jìn)而，由于底層的膜較薄，所以也可以防止記錄特性的劣化。另外，由于記錄層由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成，所以具有磁性晶粒被氧化物包圍的結(jié)構(gòu)，減小了晶粒間的磁的相互作用。即，本發(fā)明可以提供一種具有高矯頑力、并且較低媒體噪音的高記錄密度的磁記錄媒體。另外，本發(fā)明的磁記錄媒體可以使具有記錄層的六方最密充填結(jié)構(gòu)的CoPtCr的X射線衍射的(002)峰的X射線衍射強(qiáng)度分布曲線的半光譜幅值在8度以下。
在本發(fā)明的磁記錄媒體中，由以CoCrRu為主體的合金形成的底層的膜的膜厚最好是5～20nm。如果底曾的膜厚大于5nm，則可確保在底層上形成的記錄層的結(jié)晶定向性。另外，如果預(yù)先使底曾的膜厚小于20nm，則很難引起底層的晶粒的粗大化，不僅可以抑制媒體噪音的增大，還可以拉近記錄層和以下所述的軟磁性襯里層之間的距離，提高記錄特性。
在本發(fā)明的磁記錄媒體中，底層最好是單一層。另外，由以CoCrRu為主體的合金形成的底層最好是非磁性的，Co的組成比最好是1～65at％。通過(guò)把底層的Co濃度控制在該范圍內(nèi)，可以確保非磁性。
在本發(fā)明的磁記錄媒體中，由以CoCrRu為主體的合金形成的底層最好包括從Rh、Ir、Hf、Cu、Ag、Au、Re、Mo、Nb、W、Ta、Ti、V、Zr、Pt、Pd、B、C組成的組中選出的至少一種元素。由此，提高底層的CoCrRu膜和在它上面形成的作為記錄層的含氧的CoPtCr合金磁性膜的晶格共格性。
在本發(fā)明的磁記錄媒體中，在使用磁頭在記錄層上對(duì)信息進(jìn)行記錄再生的時(shí)候，軟磁性襯里層具有把從磁頭漏出的磁通匯聚到記錄層中的作用。作為軟磁性襯里層的材料，最好是飽和磁化大、矯頑力小、并且導(dǎo)磁率高的軟磁材料，例如最好是CoTaZr膜等。另外，該軟磁性襯里層的膜厚希望在50～500nm的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的磁記錄媒體中，記錄層的厚度最好小于20nm。另外，形成記錄層的含氧的CoPtCr合金磁性膜中的含氧率最好是5～20at％。含氧的CoPtCr合金磁性膜，是通過(guò)使用氬(Ar)和氧的混合氣體作為濺射氣體(sputtering gas)形成的，并可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)該混合比，以飛散的狀態(tài)將5～20at％的氧導(dǎo)入到CoPtCr合金磁性膜中?；蛘?，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)靶中所包括的氧量，使CoPtCr合金磁性膜中的含氧量變化。例如，可以使用在CoPtCr靶中按照幾％～幾十％混入了SiO2和MgO的靶。通過(guò)使用含有5～20at％的氧的CoPtCr合金磁性膜，可以減少磁性晶粒間的磁相互作用并提供一種低媒體噪音的媒體。如果CoPtCr合金磁性膜中的氧含量多于5at％，則使磁粒子間進(jìn)行充分的分離，實(shí)現(xiàn)減少媒體噪音。另外，如果氧含量小于20at％，則可以防止氧進(jìn)到磁性晶粒內(nèi)，防止磁特性的降低。
因此，本發(fā)明人制作一種具有由含有5～20at％的氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的磁記錄媒體，對(duì)上述CoPtCr合金磁性膜中的含氧率進(jìn)行驗(yàn)證。首先，可以看到，平面TEM的μ-EDX測(cè)定的結(jié)果是CoPtCr合金磁性膜中的氧優(yōu)先氧化Cr，以Cr氧化物的形式包圍Co磁性粒子并存在粒子間。另外還可以看到，通過(guò)在CoPtCr合金磁性膜中導(dǎo)入氧，記錄層的晶粒就會(huì)變得細(xì)微化。可以認(rèn)為通過(guò)記錄層的晶粒的細(xì)微化和Cr氧化物對(duì)Co磁性粒子的包圍可減少晶粒間的磁相互作用，從而可減小磁記錄媒體的媒體噪音。
進(jìn)一步，制作具有由不含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的磁記錄媒體，然后測(cè)量信躁比(S/N比)，與具有由含5～20at％氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的磁記錄媒體的S/N比進(jìn)行比較。結(jié)果是在CoPtCr合金磁性膜中混入了氧的磁記錄媒體的S/N比與在CoPtCr合金磁性膜中未含氧的磁記錄媒體的S/N比相比提高了12dB。另外，CoPtCr合金磁性膜的氧含量少于5at％的時(shí)候，晶粒間的磁相互作用加強(qiáng)，S/N比下降，CoPtCr合金磁性膜的氧含量大于20at％的時(shí)候，晶粒間的磁的相互作用降低，S/N比下降。通過(guò)以上的驗(yàn)證可以知道，為了進(jìn)一步減少晶粒間的磁相互作用，并提供一種低媒體噪音的媒體，最好使CoPtCr合金磁性膜內(nèi)所含的氧含量在5～20at％。
另外，在本發(fā)明的磁記錄媒體中，在含氧的CoPtCr合金磁性膜中最好含有3～15at％的Si或者M(jìn)g。通過(guò)在含氧的CoPtCr合金磁性膜中混入含量為3～15at％的Si或Mg，可以提高磁記錄媒體的矯頑力和實(shí)現(xiàn)低媒體噪音。作為在含氧的CoPtCr合金磁性膜中混入Si或者M(jìn)g的方法，有使用在CoPtCr靶中按照幾％～幾十％的比率混入SiO2或MgO的靶的濺射方法。該方法不僅可以調(diào)整Si或者M(jìn)g的含量，還可以調(diào)整氧的含量，形成的CoPtCr合金磁性膜成為在Co磁性晶粒的周圍存在SiO2和MgO的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種垂直磁記錄方式的磁記錄裝置，它對(duì)于在非磁性底板上具備由軟磁性材料形成的軟磁性襯里層、底層和直接在該底層上形成的記錄層的磁記錄媒體，對(duì)上述記錄層的膜面施加垂直方向的磁化，并且對(duì)上述軟磁性襯里層的膜面施加平行方向的磁化，具備統(tǒng)一記錄層和軟磁性襯里層并構(gòu)成磁路的磁頭(head)和相對(duì)上述磁頭驅(qū)動(dòng)上述磁記錄媒體的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，上述記錄層由以含氧的CoPtCr為主體的合金磁性材料形成，并且上述記錄層與膜面垂直方向的剩余磁化大于膜面內(nèi)方向的剩余磁化，上述底層是由以CoCrRu合金為主體的合金形成。


圖1是實(shí)施例1的磁盤(pán)的示意剖面圖；圖2是表示腥對(duì)于作為實(shí)施例1的磁盤(pán)的底層的CoCrRu膜的膜厚的磁盤(pán)的垂直矯頑力Hc⊥和面內(nèi)矯頑力Hc‖的變化圖；圖3是表示作為實(shí)施例1的磁盤(pán)的底層的膜厚為20nm的CoCrRu膜的磁盤(pán)表面的X射線衍射的測(cè)定結(jié)果圖；圖4是具有按本發(fā)明制作的磁盤(pán)的磁記錄裝置的示意圖，圖4(a)是平面圖，圖4(b)是圖4(a)中的A-A’剖面圖；圖5是實(shí)施例2的磁的示意剖面圖；圖6是表示相對(duì)于作為實(shí)施施例2的磁盤(pán)的中間層的Ti膜的膜厚的磁盤(pán)的垂直矯頑力Hc⊥的變化圖。
具體實(shí)施例方式
以下，雖然使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的磁記錄媒體和磁記錄裝置進(jìn)行具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。
實(shí)施例1圖1表示按實(shí)施例1制作的磁盤(pán)的示意剖面圖。如圖1所示，磁盤(pán)10具有在底板1上依次層疊密接層2、軟磁性襯里層3、底層4、記錄層5和保護(hù)層6的結(jié)構(gòu)。密接層2是用于防止底板1與層疊在它上面的膜剝離的層，軟磁性襯里層3是用于匯集在記錄信息時(shí)施加在記錄層上的磁場(chǎng)的層。底層4是用于提高記錄層5的定向性的層。記錄層5是將信息作為磁化信息進(jìn)行記錄的層，記錄層5的磁化方向?yàn)榕c膜面垂直的方向。保護(hù)層6是用于保護(hù)在底板1上依次層疊的層疊膜2～5的層。以下對(duì)通過(guò)該例子制作的磁盤(pán)的制作方法進(jìn)行說(shuō)明。
底板1使用直徑為2.5英寸(inch)(6.25cm)的圓板狀的玻璃底板。底板1在成膜前加熱到260℃。通過(guò)DC濺射在該底板1上形成作為密接層2的Ti膜。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為500W，靶是Ti。密接層2的膜厚是5nm。
接下來(lái)，通過(guò)DC濺射在密接層2上形成作為軟磁性襯里層3的CoTaZr膜。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為400W，靶的組成是Co88Ta10Zr2(at％)。軟磁性襯里層3的膜厚是200nm。
接下來(lái)，通過(guò)DC濺射在軟磁性襯里層3上形成作為底層4的CoCrRu膜。濺射條件是氣壓4.2Pa，所用電功率為500W，靶的組成是Co55Cr25Ru20(at％)。軟磁性襯里層3的膜厚是20nm。
進(jìn)一步，通過(guò)RF濺射在底層4上形成作為記錄層5的含氧的CoPtCr-SiO2合金磁性膜。濺射條件是氣壓4.2Pa、所用電功率為400W，靶的組成是Co64Pt20Cr16(at％)-SiO2(CoPtCr∶SiO2＝92∶8mol％)。記錄層5的膜厚是12nm。
最后，通過(guò)DC濺射在記錄層5上形成作為保護(hù)層的C膜。濺射條件是氣壓0.20Pa、所用電功率為300W，保護(hù)層6的膜厚是3nm。
在這個(gè)例子中，進(jìn)一步利用與上述方法相同的制作方法，使底層4的CoCrRu膜的膜厚在10～40nm范圍內(nèi)變化，并制作各種磁盤(pán)10，分別對(duì)每種磁盤(pán)測(cè)定對(duì)膜面的垂直方向和面內(nèi)方向的矯頑力。圖2表示對(duì)底層的CoCrRu膜的膜厚的垂直矯頑力Hc⊥和面內(nèi)矯頑力Hc‖的變化。但是，為了在圖2中進(jìn)行比較，底層的CoCrRu膜的膜厚是0nm，即，沒(méi)有底層的磁盤(pán)的矯頑力曲線也被繪入。如圖2所示，可知通過(guò)設(shè)置CoCrRu膜作為記錄層的底層，垂直矯頑力Hc⊥增加，另外，伴隨CoCrRu膜的膜厚的增加，垂直矯頑力Hc⊥也增加。另一方面，如圖2所示，面內(nèi)矯頑力Hc‖伴隨CoCrRu膜的膜厚的增加而減少。對(duì)以這個(gè)例子制作的磁盤(pán)表面進(jìn)行X射線衍射測(cè)定。其結(jié)果示于圖3。但是，圖3是底層的CoCrRu膜的膜厚是20nm時(shí)的結(jié)果。其結(jié)果如圖3的X射線衍射強(qiáng)度分布所示，可以明確地觀測(cè)到與CoCrRu(002)和CoCrPt-SiO2(002)相對(duì)應(yīng)的峰值，知道作為記錄層形成的含氧的CoPtCr合金磁性膜作為記錄膜的易磁化軸的c軸定向在與膜面垂直的方向上。進(jìn)一步，測(cè)定CoCrPt-SiO2(002)的峰的X射線衍射強(qiáng)度分布曲線時(shí)，X射線衍射強(qiáng)度分布曲線的半光譜幅值Δθ50是6.0°。即，可以認(rèn)為，通過(guò)優(yōu)先使底層的CoCrRu膜的(002)面定向在與膜面的垂直方向上，取得底層和記錄層的六方最密充填型結(jié)晶間的晶格共格，并優(yōu)先使記錄層的CoCrPt-SiO2的膜的(002)面定向在與膜面的垂直方向上，膜面垂直方向的矯頑力Hc⊥就會(huì)增加。
接下來(lái)，把1nm厚的潤(rùn)滑劑涂覆于在這個(gè)例子中制作的磁盤(pán)的保護(hù)層上之后，把該磁盤(pán)安裝到圖4所示的磁記錄裝置60內(nèi)，并評(píng)價(jià)記錄再生特性。
圖4表示磁記錄裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。圖4(a)是磁記錄裝置60的示意平面圖，圖4(b)是沿圖4(a)中的虛線A-A’的磁記錄裝置60的示意剖面圖。如圖4(b)所示，磁盤(pán)10安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)51的主軸(spindle)52的同一軸上，通過(guò)主軸52進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
利用該磁記錄裝置60把信息記錄到磁盤(pán)10上時(shí)，使用利用了具有2.1T的高飽和磁通密度的軟磁性膜的薄膜磁頭，對(duì)信息進(jìn)行再生時(shí)，使用具有巨大磁阻效應(yīng)的自旋閥(spin valve)型磁頭。記錄用的薄膜磁頭和再生用的旋自旋閥型磁頭做成一體，圖4中表示為磁頭53。該一體型磁頭53通過(guò)磁頭用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)54進(jìn)行控制。磁記錄裝置60的磁頭面和磁盤(pán)面的距離保持在5nm。通過(guò)該磁記錄裝置60的磁頭53，向磁盤(pán)10的記錄層5施加與膜面垂直方向的磁化，而向軟磁性襯里層3施加與膜面平行方向的磁化。由此，可以統(tǒng)一記錄層5和軟磁性襯里層3，構(gòu)成磁路。另外，磁記錄裝置60具備用于相對(duì)于磁頭53驅(qū)動(dòng)磁盤(pán)10的驅(qū)動(dòng)裝置54。
在該磁盤(pán)10上記錄與記錄密度700kfci相當(dāng)?shù)男盘?hào)，評(píng)價(jià)磁盤(pán)的記錄再生特性(S/N比)。但是，該試驗(yàn)是對(duì)底層的CoCrRu膜的膜厚是20nm的磁盤(pán)進(jìn)行的。其結(jié)果得到S/N比＝25dB。
實(shí)施例2圖5表示按實(shí)施例2制作的磁盤(pán)的示意剖面圖。如圖5所示，在該例子中制作的磁盤(pán)50具有在底板1上依次層疊密接層2、軟磁性襯里層3、中間層7、底層4、記錄層5和保護(hù)層6的結(jié)構(gòu)。中間層7是用于進(jìn)一步提高記錄層5的結(jié)晶定向性的層。以下，對(duì)在該例子中制作的磁盤(pán)50的制作方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在使用直徑是2.5英寸(6.25cm)的圓板狀的玻璃底板作為底板1，通過(guò)DC濺射在該底板1上形成作為密接層2的Ti膜。濺射條件是氣壓0.28Pa、所用電功率為500W，靶是Ti。密接層2的膜厚是5nm。
其次，通過(guò)DC濺射在密接層2上形成作為軟磁性襯里層3的CoTaZr膜。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為500W，靶的組成是Co88Ta10Zr2(at％)。軟磁性襯里層3的膜厚是200nm。
接下來(lái)，通過(guò)DC濺射在軟磁性襯里層3上形成作為中間層7的Ti膜。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為500W，靶是Ti。中間層7的膜厚是10nm。
接下來(lái)，通過(guò)DC濺射在中間層7上形成作為底層4的CoCrRu膜。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為500W，靶的組成是Co55Cr25Ru20(at％)。底層4的膜厚度是10nm。
進(jìn)一步，通過(guò)RF濺射在底層4上形成作為記錄層5的含氧的CoPtCr-SiO2合金磁性膜。濺射條件是氣壓4.2Pa，所用電功率是400W，靶的組成是Co64Pt20Cr16(at％)-SiO2(CoPtCr∶SiO2＝92∶8mol％)。記錄層5的膜厚是12nm。
最后，通過(guò)DC濺射在記錄層5上形成作為保護(hù)層6的C膜。濺射條件是氣壓0.20Pa，所用電功率為300W，保護(hù)層6的膜厚是3nm。
在該例子中，進(jìn)一步利用與上述方法相同的制作方法，把中間層7的Ti膜的膜厚和底層4的CoCrRu膜的總厚度固定在20nm，使Ti膜和CoCrRu膜的膜厚變化的同時(shí)，制作各種磁盤(pán)50，測(cè)定與每個(gè)磁盤(pán)膜面的垂直方向的矯頑力。圖6表示與中間層的Ti膜的膜厚的垂直矯頑力Hc⊥的變化。另外，為了在圖6中進(jìn)行比較，中間層Ti膜的膜厚是0nm，即，沒(méi)有中間層的磁盤(pán)(實(shí)施例1的類型的磁盤(pán))的垂直矯頑力Hc⊥的曲線也被繪入。如圖6所示，可知通過(guò)該例子制作的磁盤(pán)，伴隨中間層的膜厚的增加，若干磁特性惡化。從其結(jié)果可知，在記錄層和軟磁性襯里層之間的距離為一定的時(shí)候，底層為一層者的結(jié)晶性更加良好，記錄層的矯頑力也更高。即，可以認(rèn)為，在膜厚較薄的區(qū)域中，底層最好由一層形成。
其次，對(duì)于在該例子中制作的磁盤(pán)，與實(shí)施例1同樣地安裝在圖4所示的磁記錄裝置60中，評(píng)價(jià)記錄再生特性。但是，該試驗(yàn)是對(duì)底層的CoCrRu膜的膜厚是10nm、中間層的Ti膜的膜厚是10nm的磁盤(pán)進(jìn)行的。結(jié)果是得到S/N比＝18dB，與實(shí)施例1中制作的磁盤(pán)的S/N比(25dB)相比，其記錄再生特性惡化。從該結(jié)果中得知，在記錄層的定向控制中使用的底層最好較薄并且是一層。
對(duì)比例在對(duì)比例中，除了由Ru膜代替CoCrRu膜形成磁盤(pán)的底層以外，與實(shí)施例1相同地制作磁盤(pán)。Ru膜通過(guò)DC濺射形成在軟磁性襯里層上。濺射條件是氣壓0.28Pa，所用電功率為500W，靶是Ru。Ru膜的膜厚是20nm。
對(duì)在該例子中制作的磁盤(pán)，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行X射線衍射測(cè)定。表1表示通過(guò)實(shí)施例1、2和對(duì)比例制作的磁盤(pán)的CoCrPt-SiO2(002)峰的X射線衍射強(qiáng)度分布曲線的半光譜幅值Δθ50。但是，表1中的實(shí)施例1的半光譜幅值Δθ50的值是底層的CoCrRu膜的膜厚是20nm時(shí)的結(jié)果，實(shí)施例2的半光譜幅值Δθ50的值是底層的CoCrRu膜的膜厚是10nm、中間層的Ti膜的膜厚是10nm時(shí)的結(jié)果。
表1


在實(shí)施例1中制作的磁盤(pán)的半光譜幅值Δθ50如表1所示，小于在對(duì)比例中制作的磁記錄媒體的半光譜幅值。即，可以看到，通過(guò)在記錄層的底層上使用一層CoCrRu膜，就會(huì)提高由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的c軸的定向性。
接下來(lái)，將在該例子中制作的磁盤(pán)與實(shí)施例1同樣地安裝在圖4表示的磁記錄裝置60中，評(píng)價(jià)記錄再生特性。但是，該測(cè)定是對(duì)底層的Ru膜的膜厚是20nm的磁盤(pán)進(jìn)行的。其結(jié)果如表2所示。表2也集中表示了通過(guò)實(shí)施例1和2制作的磁盤(pán)的記錄再生試驗(yàn)得到的S/N比的值。
表2


如表2所示，相對(duì)于對(duì)比例的磁盤(pán)的S/N比是12dB，實(shí)施例1和2的磁盤(pán)的S/N比分別是25dB和18dB，都比對(duì)比例的磁盤(pán)的S/N比有所提高。因而，可以認(rèn)為，作為由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的底層，通過(guò)使用CoCrRu膜，提高了S/N比。
在上述實(shí)施例1和2中，雖然對(duì)通過(guò)利用含氧的CoPtCr合金磁性膜作為磁盤(pán)的記錄層的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。由于含氧的CoPtCr合金磁性膜是結(jié)晶質(zhì)，在晶粒內(nèi)是以Co為主要成分的合金、在晶粒之間是為含氧的結(jié)構(gòu)，所以作為結(jié)晶質(zhì)的Co合金限定在六方最密充填結(jié)構(gòu)中，除了Cr和Pt以外，也可以含有Ta、Nb、Ti、Si、B、Pd、V、Mg、Gd等元素，或者這些元素的組合。
在上述實(shí)施例1和2中，雖然對(duì)使用玻璃作為磁盤(pán)的底板材料的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。根據(jù)不同場(chǎng)合，也可以使用鋁(Al)、聚碳酸酯等的塑料，或者樹(shù)脂等。
在上述實(shí)施例1和2中，雖然對(duì)設(shè)置了CoTaZr膜作為磁盤(pán)的軟磁性襯里層的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。作為軟磁性襯里層，也可以是FeTaC、FeTaN、FeAlSi、FeC、CoB、CoTaNb、NiFe或者是這些軟磁性膜和C膜的層疊膜。但是，最好是CoTaZr膜。
在上述實(shí)施例1和2中，形成含氧的CoPtCr合金磁性膜作為記錄層時(shí)，雖然對(duì)通過(guò)使用在CoPtCr合金中混入了氧的靶，調(diào)整了記錄層中的氧含量的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。對(duì)于不含氧的靶，也可以使用氧和氬(Ar)的混合氣體進(jìn)行濺射，并調(diào)整記錄層中的氧含量，另外，利用氧和氬的混合氣體作為濺射氣體，也可以進(jìn)一步利用在CoPtCr合金中混入了氧的靶，通過(guò)濺射來(lái)調(diào)整記錄層中的氧含量。但是，最好通過(guò)使用在CoPtCr合金中混合了氧的靶，調(diào)整記錄層中的氧含量。
在上述實(shí)施例1和2中，雖然對(duì)在底板上層疊了底層和記錄層的磁盤(pán)進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此。在底層本身具有支撐記錄層的功能時(shí)，有時(shí)也可以不要底板。
根據(jù)本發(fā)明的磁記錄媒體，通過(guò)使用CoCrRu膜作為由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的底層，可以在提高記錄層的結(jié)晶定向性的同時(shí)提高矯頑力，并進(jìn)一步減少媒體噪音。由此，可以提供一種高矯頑力，并且媒體噪音更低的可以進(jìn)行高密度記錄的磁記錄媒體和具有該磁記錄媒體的磁記錄裝置。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄媒體，它是一種在非磁性底板上依次形成由軟磁性材料形成的軟磁性襯里層、底層和直接在該底層上形成的記錄層，該記錄層該是以含氧的CoPtCr為主體的合金磁性材料，并且與膜面垂直方向的剩余磁化大于膜面內(nèi)方向的剩余磁化，在這種垂直磁記錄方式的磁記錄媒體中，其特征在于，該底層由以CoCrRu合金為主體的合金形成。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述記錄層和上述底層都具有六方最密充填結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁記錄媒體，其特征在于，具有上述記錄層的六方最密充填結(jié)構(gòu)的CoPtCr的X射線衍射的(002)峰值(peak)的X射線衍射強(qiáng)度分部曲線(locking curve)的半光譜幅值小于8度。
4.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述底曾的膜厚是5～20nm。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述底層是單一層。
6.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述軟磁性襯里層和上述記錄層之間的距離小于40nm。
7.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述記錄層的厚度小于20nm。
8.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，在上述底層中含有1～65at％的Co。
9.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述記錄層中的氧的含有率是5～20at％。
10.如權(quán)利要求1所述的磁記錄媒體，其特征在于，上述記錄層中含有3～15at％的Si或Mg。
11.一種垂直磁記錄方式的磁記錄裝置，它對(duì)于在非磁性底板上具備由軟磁性材料形成的軟磁性襯里層、底層和直接在該底層上形成的記錄層的磁記錄媒體，對(duì)上述記錄層的膜面施加垂直方向的磁化，并且對(duì)上述軟磁性襯里層的膜面施加平行方向的磁化，具備統(tǒng)一記錄層和軟磁性襯里層并構(gòu)成磁路的磁頭(head)和相對(duì)上述磁頭驅(qū)動(dòng)上述磁記錄媒體的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，上述記錄層由以含氧的CoPtCr為主體的合金磁性材料形成，并且上述記錄層與膜面垂直方向的剩余磁化大于膜面內(nèi)方向的剩余磁化，上述底層是由以CoCrRu合金為主體的合金形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁記錄媒體和磁記錄裝置，尤其涉及適合高密度記錄的垂直記錄方式的磁記錄媒體和磁記錄裝置。本發(fā)明提供一種垂直記錄方式的磁記錄媒體，它使用的底層的膜厚較薄并且可以提高記錄層的定向性，是一種高矯頑力、低媒體噪音的磁記錄媒體。它是具有由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的垂直記錄方式的磁記錄媒體，它具有在底板(1)上依次層疊密接層(2)、軟磁性襯里層(3)、底層(4)、記錄層(5)和保護(hù)層(6)的結(jié)構(gòu)。作為由含氧的CoPtCr合金磁性膜形成的記錄層的底層，通過(guò)使用膜厚為5nm～20nm的CoCrRu膜，可以利用膜厚較薄的底層提高記錄層的結(jié)晶定向性。
文檔編號(hào)G11B5/64GK1489137SQ0315595
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者神田哲典, 山中英明, 明, 地, 藤田鹽地, 松沼悟 申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社