專利名稱：記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄介質(zhì)，其包括具有垂直磁各向異性(perpendicular magnetic anisotropy)的記錄層。本發(fā)明還涉及這種記錄介質(zhì)的制造方法。
背景技術(shù)：
磁光記錄介質(zhì)和垂直磁記錄介質(zhì)包括具有垂直磁各向異性的記錄層。為了用作可重寫的存儲設(shè)備，磁光記錄介質(zhì)利用材料的各種磁特性，使其具有熱磁記錄功能和磁光再現(xiàn)功能。為了記錄數(shù)據(jù)，磁光記錄介質(zhì)包括由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成的垂直磁性層。此層具有垂直延伸到該層表面的易磁化軸。在這樣的設(shè)置下，將信號作為磁性方向的變化而記錄在記錄層中。對數(shù)據(jù)的記錄是通過以下兩者的結(jié)合來執(zhí)行的一是對記錄層施加激光束(用于使被照射部分的溫度升高)，二是對該部分施加磁場。在記錄信號以后，就可以由讀取光學(xué)系統(tǒng)基于磁性方向的變化來讀取這些信號。
在磁光記錄介質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)域中，已開發(fā)出多種再現(xiàn)技術(shù)，用于對以超出讀取光學(xué)系統(tǒng)分辨率極限的高密度而記錄的信號進(jìn)行再現(xiàn)。這類再現(xiàn)技術(shù)的例子有MSR(magnetically induced super resolution，超級磁感應(yīng)解析)、MAMMOS(magnetic amplifying magneto-optical system，磁放大磁光系統(tǒng))和DWDD(domain wall displacement detection，磁疇壁移動檢測)。由這類再現(xiàn)系統(tǒng)讀取的磁光盤包括具有層疊結(jié)構(gòu)的磁記錄部分，該層疊結(jié)構(gòu)包括記錄層和其它磁性層。這種磁光盤的例子在日本專利申請2002-315287、2002-352485和2003-187506中進(jìn)行了公開。
為了實(shí)現(xiàn)記錄介質(zhì)的高記錄密度，除了上述對基于磁記錄部分結(jié)構(gòu)的新的再現(xiàn)技術(shù)的開發(fā)之外，提高讀取光學(xué)系統(tǒng)的讀取分辨率也是有效的?？梢酝ㄟ^縮短用于再現(xiàn)的激光束的波長、或者增大物鏡(面對記錄介質(zhì)的透鏡)的數(shù)值孔徑(NA)，來提高讀取光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。在這方面，已將具有405nm波長的藍(lán)色激光投入實(shí)際使用，其波長短于傳統(tǒng)使用的波長660nm。對于數(shù)值孔徑(NA)，可以使用具有0.85的數(shù)值孔徑的透鏡，其數(shù)值孔徑大于傳統(tǒng)使用的數(shù)值孔徑0.55。
然而，因?yàn)榫哂懈髷?shù)值孔徑的透鏡所具有的焦距更短，所以難以將具有大數(shù)值孔徑的透鏡用于后照(back illumination)式的傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)。具體而言，后照式的光學(xué)系統(tǒng)需要使用具有較長焦距的透鏡，因?yàn)榧す馐谴┻^透明襯底而施加于記錄層或磁記錄部分上的，為了保證機(jī)械強(qiáng)度，所述襯底被做得較厚。
因此，作為這種后照式光學(xué)系統(tǒng)的代替物，對在實(shí)際中使用前照(front illumination)式光學(xué)系統(tǒng)的需求日益增長，所述前照式光學(xué)系統(tǒng)可以使用具有大數(shù)值孔徑的透鏡。在前照式光學(xué)系統(tǒng)中，從與襯底相反的一側(cè)將激光束施加于記錄層或磁記錄部分上，使得不需要后照式所需的那種長焦距。需要使用前照式光學(xué)系統(tǒng)，也是為了實(shí)現(xiàn)上述MSR、MAMMOS和DWDD的磁光記錄介質(zhì)的高記錄密度。
在磁光記錄介質(zhì)中，記錄層上的穩(wěn)定記錄標(biāo)記(磁疇)的長度越短，記錄分辨率就越高，因而記錄密度就變得越高。具體就MSR、MAMMOS和DWDD的磁光記錄介質(zhì)而言，為了充分利用高再現(xiàn)分辨率，需要具有高記錄密度的記錄層。
在磁性材料的技術(shù)領(lǐng)域中，眾所周知，在稀土元素和過渡金屬的非晶體合金的垂直磁性膜上形成的磁疇的大小和穩(wěn)定性，受到在所述磁性膜所層疊到其上的下覆表面上形成的突起和凹陷的影響。具體而言，小而穩(wěn)定的磁疇可以形成于這樣的下覆表面上，即，該下覆表面中的突起和凹陷提供了合適的粗糙度，并且其排列間距小。
非晶垂直記錄膜的磁結(jié)構(gòu)中的磁疇壁是固定的(嵌塞pinning)，這是由于在用于層疊磁性膜的表面上的突起和凹陷而引起的。突起/凹陷間距越小，嵌塞單元(磁簇)就越小。而且，作用于磁疇壁上的嵌塞力隨表面粗糙度變大而增加。當(dāng)嵌塞單元小而嵌塞力大時，小的記錄標(biāo)記(磁疇)就可以穩(wěn)定地形成在記錄層上，這導(dǎo)致記錄分辨率的提高和記錄噪聲(介質(zhì)噪聲)的降低。因此，為了在非晶垂直磁性膜的記錄層中提供微小的磁結(jié)構(gòu)，記錄層通常被層疊在在這樣的基礎(chǔ)層上，即，該基礎(chǔ)層具有形成有微小突起和凹陷的正表面。
垂直磁記錄介質(zhì)是具有由垂直磁性膜制成的記錄層的磁記錄介質(zhì)。所述記錄層通常是由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成的。將信號作為磁性方向的變化而記錄在記錄層中。在磁記錄層中的記錄是由記錄頭(電磁線圈)施加磁場而執(zhí)行的。所記錄的信號由預(yù)定的讀取頭作為磁性方向的變化而讀出。例如，在日本專利申請2003-223713中公開了這種磁記錄介質(zhì)。
還是在垂直磁記錄介質(zhì)中，記錄層通常被層疊在在這樣的基礎(chǔ)層上，即，該基礎(chǔ)層具有形成有微小突起和凹陷的正表面，以便在記錄層中提供微小的磁結(jié)構(gòu)。
通常，在前照式磁光記錄介質(zhì)或磁記錄介質(zhì)的襯底與記錄層之間，設(shè)置具有所需功能的較厚的層。例如，在磁光記錄介質(zhì)中，可以在襯底與記錄層之間設(shè)置散熱層、非磁性層或記錄磁場降低層。另一方面，在磁記錄介質(zhì)中，可以提供軟磁性層或非磁性層。
然而，這些功能性層為了執(zhí)行其所需功能，具有幾十或幾百納米的厚度。由于這個厚度，所述功能性層的材料生長側(cè)表面，即記錄層側(cè)表面可能是不規(guī)則的，即，形成有任意分布的突起和空洞。因此，當(dāng)將基礎(chǔ)層(在其上形成記錄層)層疊在功能性層上的時候，基礎(chǔ)層在記錄層側(cè)的表面也形成有不均勻的突起和凹陷。基礎(chǔ)層上的這種不規(guī)則導(dǎo)致記錄層中嵌塞力和磁疇壁嵌塞單元的不均勻，這使得記錄層的磁結(jié)構(gòu)嚴(yán)重混亂。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，在前照式磁光記錄介質(zhì)或垂直磁記錄介質(zhì)的記錄層中，都無法提供均勻而間距微小的磁結(jié)構(gòu)。從而，現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)不足以進(jìn)行記錄分辨率的提高和記錄噪聲的降低，使得無法實(shí)現(xiàn)高記錄密度。

發(fā)明內(nèi)容
在上述環(huán)境下進(jìn)行考慮，本發(fā)明的目的在于提供一種記錄介質(zhì)，其包括具有垂直磁各向異性的記錄層，并可以實(shí)現(xiàn)高記錄密度。本發(fā)明還涉及這種記錄介質(zhì)的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種記錄介質(zhì)。該記錄介質(zhì)包括層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括襯底；記錄層，其具有用來記錄信息的垂直磁各向異性；基礎(chǔ)層，位于襯底與記錄層之間；初始層，其表面張力大于基礎(chǔ)層的表面張力，并被設(shè)置在基礎(chǔ)層的記錄層側(cè)表面上；以及功能性層，其被設(shè)置在初始層的記錄層側(cè)表面上。所述初始層是通過在基礎(chǔ)層上生長適合的材料而形成的。所述功能性層是通過在所述初始層上生長適合的材料而形成的。所述記錄介質(zhì)可以被構(gòu)造為前照式磁光記錄介質(zhì)或磁記錄介質(zhì)。
具有這種結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)適合于實(shí)現(xiàn)高記錄密度。因?yàn)槌跏紝有纬捎诨A(chǔ)層上，所述基礎(chǔ)層的表面張力小于初始層的表面張力，所以在初始層的生長側(cè)表面上形成了間距微小的突起和凹陷。具體而言，在初始層形成的初始階段中，初始層的材料由于與基礎(chǔ)層之間的表面張力差，以許多分開的塊的形狀發(fā)展(“島狀生長”)。通過這種島狀生長而形成的突起和凹陷影響了初始層的表面構(gòu)造，所述初始層被形成為具有預(yù)定厚度?？梢酝ㄟ^選擇初始層和基礎(chǔ)層的材料、以及調(diào)節(jié)初始層的膜厚度，來調(diào)節(jié)微小程度。因?yàn)楣δ苄詫邮峭ㄟ^在所述突起和凹陷上進(jìn)行材料生長而形成的，所以即使所產(chǎn)生的功能性層具有約幾百納米的很大厚度，功能性層也在其生長側(cè)表面上形成有間距微小并且分布均勻的突起和凹陷。這種微小程度和均勻程度比功能性層直接形成在襯底上時高得多。當(dāng)記錄層直接地或通過足夠薄的層而形成在這種功能性層上時，由于功能性層表面上的突起和凹陷，以微小間距向記錄層磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁上施加了足夠大且均勻的嵌塞力。結(jié)果，就在記錄層上均勻地形成了微小而穩(wěn)定的嵌塞單元。因此，所述磁光記錄介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)高記錄分辨率，同時抑制記錄噪聲(介質(zhì)噪聲)。從而，被構(gòu)造為磁光記錄介質(zhì)或垂直磁記錄介質(zhì)的磁光記錄介質(zhì)可以提高記錄密度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了另一種記錄介質(zhì)。該記錄介質(zhì)包括層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括襯底；記錄層，其具有用來記錄信息的垂直磁各向異性；第一或基本基礎(chǔ)層，其位于襯底與記錄層之間；初始層，其表面張力大于第一基礎(chǔ)層的表面張力，并被設(shè)置在第一基礎(chǔ)層的記錄層側(cè)表面上；功能性層，其被設(shè)置在初始層的記錄層側(cè)表面上；第二基礎(chǔ)層，其被設(shè)置在功能性層的記錄層側(cè)表面上；以及突起/凹陷控制層，其表面張力大于第二基礎(chǔ)層的表面張力，并介于第二基礎(chǔ)層與記錄層之間。初始層是通過在第一基礎(chǔ)層上生長預(yù)定材料而形成的。功能性層是通過在初始層上生長預(yù)定材料而形成的。突起/凹陷控制層是通過在第二基礎(chǔ)層上生長預(yù)定材料而形成的。
具有這種結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)適合于實(shí)現(xiàn)高記錄密度。與上述第一方面的記錄介質(zhì)一樣，因?yàn)榈诙矫娴某跏紝有纬稍诰哂懈”砻鎻埩Φ牡谝换A(chǔ)層上，所以在初始層的生長側(cè)表面上形成了微小的突起和凹陷。具體而言，在初始層形成的初始階段中，初始層的材料由于與基礎(chǔ)層之間的表面張力差，通過島狀生長而發(fā)展。通過這種島狀生長而形成的間距微小的突起和凹陷影響了初始層的表面構(gòu)造，所述初始層被形成為具有預(yù)定厚度?？梢酝ㄟ^選擇初始層和第一基礎(chǔ)層的材料、以及調(diào)節(jié)初始層的膜厚度，來調(diào)節(jié)微小程度。因?yàn)楣δ苄詫邮峭ㄟ^在這種突起和凹陷上進(jìn)行材料生長而形成的，所以即使將功能性層形成為具有約幾百納米的很大厚度，功能性層也在其生長側(cè)表面上包括微小且均勻的突起和凹陷。這種微小程度和均勻程度比功能性層直接形成在襯底上時高得多。因?yàn)榈诙A(chǔ)層是直接形成在這種功能性層上的，所以第二基礎(chǔ)層在其生長側(cè)表面上也包括微小且均勻的突起和凹陷。因?yàn)橥黄?凹陷控制層是形成在具有更小表面張力的第二基礎(chǔ)層上的，所以突起/凹陷控制層在其生長側(cè)表面上也包括比第二基礎(chǔ)層的更微小和均勻的突起和凹陷。具體而言，在突起/凹陷控制層形成的初始階段中，突起/凹陷控制層的材料通過島狀生長而發(fā)展，同時由于與第二基礎(chǔ)層之間的表面張力差而限制了其與第二基礎(chǔ)層相接觸的區(qū)域。通過這種島狀生長而形成的微小突起和凹陷影響了突起/凹陷控制層的表面構(gòu)造，所述突起/凹陷控制層被形成為具有預(yù)定厚度。當(dāng)記錄層直接形成在這種突起/凹陷控制層上時，由于突起/凹陷控制層表面上的突起和凹陷，向記錄層磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁上施加了足夠大而且非常微小和均勻的嵌塞力。結(jié)果，就在記錄層上均勻而穩(wěn)定地形成了間距微小的嵌塞單元。因此，所述磁光記錄介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)高記錄分辨率，同時抑制記錄噪聲(介質(zhì)噪聲)。
優(yōu)選地，在第一方面和第二方面的記錄介質(zhì)中，所述功能性層是散熱層、非磁性層、記錄磁場降低層或軟磁性層。將這種層設(shè)置為功能性層提高了作為磁光記錄介質(zhì)或磁記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)的性能。
優(yōu)選地，所述功能性層具有不小于20nm的厚度。這種厚度是優(yōu)選的，以便使功能性層正常地起到散熱層、非磁性層、記錄磁場降低層或軟磁性層的作用。
優(yōu)選地，在第二方面的記錄介質(zhì)中，所述第二基礎(chǔ)層的表面張力小于所述功能性層的表面張力。這種條件是優(yōu)選的，以便可以在第二基礎(chǔ)層與突起/凹陷控制層之間提供足夠的表面張力差。
優(yōu)選地，在第二方面的記錄介質(zhì)中，所述突起/凹陷控制層具有記錄層側(cè)表面，該表面具有0.5-0.85nm的表面粗糙度Ra。優(yōu)選地，突起/凹陷控制層所具有的記錄層側(cè)表面具有突起和凹陷，并且所述突起具有5-20nm的平均直徑。優(yōu)選地，所述突起和凹陷的最大高度差是3-10nm。這些條件是優(yōu)選的，以便使突起/凹陷控制層的表面上的突起/凹陷可正常用作為嵌塞位置。
優(yōu)選地，第一方面和第二方面的記錄介質(zhì)是具有層疊結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，該層疊結(jié)構(gòu)包括用于實(shí)現(xiàn)MSR、MAMMOS或DWDD的記錄層。當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于能夠提供高再現(xiàn)分辨率的MSR型、MAMMOS型或DWDD型的磁光記錄介質(zhì)時，本發(fā)明尤其有益。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供了一種制造記錄介質(zhì)的方法。該方法包括以下步驟在襯底上形成基礎(chǔ)層；在基礎(chǔ)層上，通過一種材料的島狀生長而形成初始層，所述材料的表面張力大于基礎(chǔ)層的表面張力；在所述初始層上形成功能性層；并且在所述功能性層上方形成用來記錄信息的記錄層。作為在其上形成基礎(chǔ)層的基底的襯底可以是由樹脂制成的單片，或者可以包括基片和層疊于其上的介電層。這適用于第四方面的結(jié)構(gòu)。記錄層可以直接地或者通過一層或多層而層疊在功能性層上。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供了另一種制造記錄介質(zhì)的方法。該方法包括以下步驟在襯底上形成第一基礎(chǔ)層；在第一基礎(chǔ)層上，通過一種材料的島狀生長而形成初始層，所述材料的表面張力大于所述第一基礎(chǔ)層的表面張力；在初始層上形成功能性層；在功能性層上形成形成第二基礎(chǔ)層，所述第二基礎(chǔ)層的表面張力小于所述功能性層的表面張力；在第二基礎(chǔ)層上，通過一種材料的島狀生長而形成突起/凹陷控制層，所述材料的表面張力大于第二基礎(chǔ)層的表面張力；并且在突起/凹陷控制層上形成用來記錄信息的記錄層。利用此方法，可以適當(dāng)?shù)刂圃斓诙矫娴挠涗浗橘|(zhì)。
在第三方面和第四方面的方法中，所述功能性層優(yōu)選地是散熱層、非磁性層、記錄磁場降低層或軟磁性層。優(yōu)選地，所述功能性層被形成為具有不小于20nm的厚度。


圖1是一個截面圖，示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的磁光記錄介質(zhì)的一部分；圖2示出了圖1所示的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖3A-3D示出了制造圖1所示的磁光記錄介質(zhì)的處理步驟的一部分；圖4A-4C示出了圖3D所示的處理步驟之后的處理步驟；圖5A和5B示出了制造初始層的處理步驟；圖6A和6B示出了制造突起/凹陷控制層的處理步驟；圖7示出了第一實(shí)施例的磁光記錄介質(zhì)的修改；圖8是一個表，示出了關(guān)于最上層表面上的突起/凹陷的參數(shù)(平均微粒大小、Ra和P-V)；圖9示出了樣本A的層疊結(jié)構(gòu)；圖10示出了樣本B的層疊結(jié)構(gòu)；圖11示出了樣本C的層疊結(jié)構(gòu)；圖12示出了樣本D的層疊結(jié)構(gòu)；圖13是一個曲線圖，示出了突起/凹陷控制層的平均微粒大小與膜厚度的相關(guān)性；
圖14是一個曲線圖，示出了突起/凹陷控制層的Ra與膜厚度的相關(guān)性；圖15是一個曲線圖，示出了突起/凹陷控制層的P-V與膜厚度的相關(guān)性；圖16是一個截面圖，示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的磁光記錄介質(zhì)的一部分；圖17示出了圖16所示的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖18示出了示例1的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖19示出了比較性示例1的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖20示出了示例2的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖21示出了比較性示例2的磁光記錄介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)；圖22是一個曲線圖，示出了示例2和比較性示例2的磁光記錄介質(zhì)的CNR(載波噪聲比)與標(biāo)記長度的相關(guān)性；以及圖23是一個曲線圖，示出了示例2和比較性示例2的磁光記錄介質(zhì)的再現(xiàn)遺漏比(reproduction omission ratio)與標(biāo)記長度的相關(guān)性。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的磁光記錄介質(zhì)X1。圖1是一個截面圖，其示意性地示出了磁光記錄介質(zhì)X1的一部分，而圖2示出了磁光記錄介質(zhì)X1的層疊結(jié)構(gòu)。被構(gòu)造為前照式磁光盤的磁光記錄介質(zhì)X1包括襯底S1、第一基礎(chǔ)層21、初始層22、功能性層23、第二基礎(chǔ)層24、粗糙度控制層(突起/凹陷控制層)25、磁記錄部分10、增強(qiáng)層26和保護(hù)性覆層27。從第一基礎(chǔ)層21到保護(hù)性覆層27的層疊結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底S1的一個或兩個表面上。
襯底1保證磁光記錄盤X1的剛性，并且襯底1具有形成有螺旋預(yù)備凹槽或同心預(yù)備凹槽的表面。磁光盤的槽脊/凹槽結(jié)構(gòu)是基于盤X1開有預(yù)備凹槽的表面的構(gòu)造而形成的。襯底S1可以由聚碳酸酯(PC)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、環(huán)氧樹脂或聚烯烴樹脂制成。
如圖2所示，磁記錄部分10所具有的層疊結(jié)構(gòu)包括記錄層11、中間層12和再現(xiàn)層13，用于允許通過磁疇擴(kuò)展(expansion)讀出(例如DWDD或MAMMOS)而再現(xiàn)。這些層中的每一層都是由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成的垂直磁性膜?？梢杂美鏣b、Gd、Dy或Nd來作為所述稀土元素?？梢杂美鏔e或Co來作為所述過渡金屬。槽脊/凹槽結(jié)構(gòu)的槽脊或凹槽處的磁記錄部分10組成了記錄盤X1的信息磁道(track)。
用來記錄信息的記錄層11所具有的磁疇壁矯頑力比再現(xiàn)層13的更大。例如，記錄層11可以由具有預(yù)定組分的TbFeCo、DyFeCo或TbDyFeCo制成。記錄層11可以具有例如50-150nm的厚度。
中間層12的作用是將記錄層11與再現(xiàn)層13相耦合，或者阻擋記錄層11與再現(xiàn)層13之間的耦合，二者擇一。中間層12所具有的居里溫度低于記錄層11和再現(xiàn)層13的。具體而言，在低于居里溫度的溫度下，中間層12與記錄層11以及與再現(xiàn)層13都形成交換耦合，從而通過交換耦合而將記錄層11與再現(xiàn)層13相耦合。另一方面，在不低于居里溫度的溫度下，中間層12失去了自發(fā)磁化，從而消除了其與記錄層11以及與再現(xiàn)層13的交換耦合，從而解除了記錄層11與再現(xiàn)層13之間通過所述交換耦合而進(jìn)行的耦合。中間層12的居里溫度例如可以是100-150℃。中間層12可以由具有預(yù)定組分的TbFe或TbFeCo制成。中間層12的厚度可以是5-20nm。
用于隨著磁疇壁移動和磁疇擴(kuò)展而再現(xiàn)的再現(xiàn)層13所具有的磁疇壁矯頑力小于記錄層11的。再現(xiàn)層13例如可以由GdFeCo、GdTbFeCo、GdDyFeCo或GdTbDyFeCo制成。再現(xiàn)層13例如可以具有10-30nm的厚度。
作為在其上形成初始層22的基底的第一基礎(chǔ)層21所具有的表面張力小于初始層22的。第一基礎(chǔ)層21例如可以由諸如SiN、SiO2、YSiO2、ZnSiO2、AlO或AlN之類的介電材料制成。第一基礎(chǔ)層21例如可以具有2-10nm的厚度。
初始層22用來控制形成于其上的功能性層23的材料生長側(cè)表面上的突起和凹陷。優(yōu)選地，初始層22由這樣的材料制成，即，該材料所具有的表面張力大于第一基礎(chǔ)層21的。優(yōu)選地，初始層22和第一基礎(chǔ)層21之間的表面張力差不小于1000mN/m?？梢杂脧腜t、Au、Pd、Ru和Co所組成的組中選出的單元素金屬、或者含有從該組中選擇的金屬的合金，來作為初始層22的材料，只要該材料所具有的表面張力大于第一基礎(chǔ)層21的。初始層22例如可以具有0.1-5nm的厚度。初始層22在功能性層側(cè)(即在記錄層側(cè))的表面例如具有0.3-0.6nm的表面粗糙度。突起/凹陷構(gòu)造中的突起(生長微粒)可以具有5-10nm的平均直徑(平均微粒大小)，而突起/凹陷構(gòu)造中的最大高度差(P-V)可以是3-5nm。
功能性層23是用于提高記錄介質(zhì)性能的部分。具體而言，功能性層23可以是散熱層、非磁性層或者記錄磁場降低層。散熱層的作用是有效地散發(fā)施加激光束時在磁記錄部分10處產(chǎn)生的熱。非磁性層的作用是調(diào)節(jié)施加激光束時的熱分布。記錄磁場降低層的作用是降低記錄所需的磁場。當(dāng)功能性層23是散熱層時，層23例如可以由諸如Ag、Ag合金(例如AgPdCuSi或AgPdCu)、Al合金(例如AlTi或AlCr)之類的高導(dǎo)熱性材料制成，并可以具有10-60nm的厚度。當(dāng)功能性層23是非磁性層時，層23例如可以由從Ti、W和Si所組成的組中選出的一種元素、或者含有從該組中選出的元素的合金制成，并可以具有10-60nm的厚度。當(dāng)功能性層23是記錄磁場降低層時，層23例如可以由GdFeCo、GdFe或GdCo制成，并可以具有5-60nm的厚度。
第二基礎(chǔ)層24作為一個基底，用于在其上形成粗糙度控制層25，并且第二基礎(chǔ)層24所具有的表面張力比粗糙度控制層25的小。優(yōu)選地，第二基礎(chǔ)層24的表面張力比功能性層23的小。第二基礎(chǔ)層24例如可以由諸如SiN、SiO2、YSiO2、ZnSiO2、AlO或AlN之類的介電材料制成。第二基礎(chǔ)層24例如可以具有2-10nm的厚度。
粗糙度控制層25向?qū)盈B于其上的記錄層11的磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁施加嵌塞力，從而控制磁疇結(jié)構(gòu)。粗糙度控制層25由這樣的材料制成，即，該材料所具有的表面張力大于第二基礎(chǔ)層24的。優(yōu)選地，粗糙度控制層25與第二基礎(chǔ)層24間的表面張力差不小于1000mN/m?？梢杂脧腜t、Au、Pd、Ru和Co所組成的組中選出的單元素金屬、或者含有從該組中選擇的金屬的合金，來作為粗糙度控制層25的材料，只要該材料所具有的表面張力大于第二基礎(chǔ)層24的。粗糙度控制層25例如可以具有0.1-5nm的厚度。粗糙度控制層25在記錄層側(cè)的表面例如可以具有0.5-0.85nm的表面粗糙度Ra。突起/凹陷構(gòu)造中的突起(生長微粒)可以具有5-20nm的平均直徑(平均微粒大小)，而突起/凹陷構(gòu)造中的最大高度差(P-V)可以是3-10nm。
增強(qiáng)層26的作用是顯著增加來自再現(xiàn)層13的反射光的凱爾旋轉(zhuǎn)角(Kerr rotation angle)。增強(qiáng)層26例如可以由SiN、SiO2、ZnS-SiO2、AlN或Al2O3制成，并具有20-90nm的厚度。
保護(hù)性覆層27由能夠傳輸足夠的激光束以便在磁光記錄層X1上記錄和讀取數(shù)據(jù)的樹脂制成，并可以具有例如10-40μm的厚度。保護(hù)性覆層27例如可以由紫外線固化樹脂制成。
圖3A-3D和圖4A-4C示出了制造磁光記錄介質(zhì)X1的處理步驟。首先，如圖3A所示，為制造磁光記錄介質(zhì)X1，在襯底S1上通過濺射形成第一基礎(chǔ)層21。
隨后，如圖3B所示，在第一基礎(chǔ)層21上通過濺射形成初始層22。如圖5A所示，在此處理步驟的材料生長的初始階段中，初始層22的材料以島形生長在第一基礎(chǔ)層21上(島狀生長)。這是因?yàn)槌跏紝?2的材料所具有的表面張力大于第一基礎(chǔ)層21的。結(jié)果，所述材料起初以分開的島形生長。如圖5B所示，初始階段的島狀生長影響了生長材料的表面構(gòu)造。從而，當(dāng)通過在預(yù)定厚度停止材料生長而完成了初始層22時，初始層22在記錄層側(cè)的表面就包括了微小的突起和凹陷。可以通過選擇初始層22和第一基礎(chǔ)層21的材料、以及調(diào)節(jié)初始層22的膜厚度，來調(diào)節(jié)所述突起和凹陷的微小程度及均勻程度。
隨后，如圖3C所示，通過濺射相繼形成功能性層23和第二基礎(chǔ)層24。功能性層23是通過在初始層22的表面上進(jìn)行材料生長而形成的，初始層22的所述表面包括上述的微小突起和凹陷。因此，可以在功能性層23的生長側(cè)表面上形成非常微小且均勻的突起和凹陷。其微小程度和均勻程度高于將功能性層23直接形成在襯底S1上時所能具有的微小程度和均勻程度。第二基礎(chǔ)層24形成在功能性層23的生長側(cè)表面上。從而，第二基礎(chǔ)層24的生長側(cè)表面也可以形成有非常微小且均勻的突起和凹陷。
隨后，如圖3D所示，在第二基礎(chǔ)層24上通過濺射形成粗糙度控制層25。如圖6A所示，在此處理步驟的材料生長的初始階段中，粗糙度控制層25的材料通過島狀生長而形成在第二基礎(chǔ)層24上。這是因?yàn)榇植诙瓤刂茖?5的材料所具有的表面張力大于第二基礎(chǔ)層24的。如圖6B所示，初始階段的島狀生長影響了材料的生長側(cè)表面構(gòu)造。通過在預(yù)定厚度停止粗糙度控制層25的材料生長，就可以形成層25的記錄層側(cè)表面，其所具有的突起和凹陷比第二基礎(chǔ)層24的更小、更均勻?？梢酝ㄟ^選擇粗糙度控制層25和第二基礎(chǔ)層24的材料、以及調(diào)節(jié)粗糙度控制層25的膜厚度，來調(diào)節(jié)微小程度和均勻程度。
隨后，如圖4A所示，形成磁記錄部分10。具體而言，在粗糙度控制層25上，通過濺射相繼形成記錄層11、中間層22和再現(xiàn)層13。由于粗糙度控制層25表面上的突起和凹陷，在直接形成于粗糙度控制層25上的記錄層11的磁疇結(jié)構(gòu)中，以微小間隔向磁疇壁施加了足夠大且均勻的嵌塞力。因此，在記錄層11上均勻地形成了微小而穩(wěn)定的嵌塞單元。
隨后，如圖4B所示，在磁記錄層10(再現(xiàn)層13)上通過濺射形成增強(qiáng)層26。最后，如圖4C所示，在增強(qiáng)層26上通過旋轉(zhuǎn)涂覆(spincoating)形成保護(hù)性覆層27，這就完成了磁光記錄介質(zhì)X1。
如上所述，磁光記錄介質(zhì)X1包括由第一基礎(chǔ)層21和初始層22組成的層疊結(jié)構(gòu)，其中，初始層22的表面張力大于第一基礎(chǔ)層21的。而且，記錄介質(zhì)X1包括由第二基礎(chǔ)層24和粗糙度控制層25組成的另一層疊結(jié)構(gòu)，其中，控制層25的表面張力大于第二基礎(chǔ)層24的。初始層22具有一個形成有微小突起和凹陷的表面，幫助增加了功能性層23表面上突起和凹陷的微小性和均勻性。因此，雖然粗糙度控制層25是間接形成在功能性層23表面上的(即，中間有第二基礎(chǔ)層24)，但粗糙度控制層25仍能具有均勻形成有微小間距突起和凹陷的記錄層側(cè)表面。記錄層11直接層疊在粗糙度控制層25上。從而，由于控制層25上的突起和凹陷，以微小間距向記錄層11磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁上施加了足夠大且均勻的嵌塞力。結(jié)果，就在記錄層11上均勻地形成了微小而穩(wěn)定的嵌塞單元。利用這種設(shè)置，磁光記錄介質(zhì)X1可以提供高記錄分辨率，并抑制記錄噪聲(介質(zhì)噪聲)。
圖7示出了第一實(shí)施例的記錄介質(zhì)X1的修改結(jié)構(gòu)。如圖所示，當(dāng)功能性層23在記錄層側(cè)的表面上的突起和凹陷足夠微小而均勻時，可以省去第二基礎(chǔ)層24和粗糙度控制層25。在此情況下，磁記錄部分10(記錄層11)和設(shè)在其上的結(jié)構(gòu)直接形成于功能性層23上。
根據(jù)本發(fā)明，磁記錄部分10(由記錄層11、中間層12和再現(xiàn)層13組成)可以用同時具有記錄功能和再現(xiàn)功能的記錄層來代替。而且在此情況下，所述記錄層由垂直磁性膜制成，該垂直磁性膜由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成。如果不用磁記錄部分10，可以在粗糙度控制層25上設(shè)置具有記錄功能和較大矯頑力的記錄層，而在該記錄層上可以設(shè)置具有再現(xiàn)功能、并對再現(xiàn)激光束具有較大凱爾旋轉(zhuǎn)角的再現(xiàn)層。而且在此情況下，所述記錄層由垂直磁性膜制成，該垂直磁性膜由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成。
圖8是一個表，示出了磁光記錄介質(zhì)的表面狀況是如何被介質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)所影響的。為獲得結(jié)果，取得了如圖9-12所示的四個樣本A-D。
如圖9所示，樣本A包括磁光記錄介質(zhì)X1中從襯底S1到粗糙度控制層25的層疊結(jié)構(gòu)。為了準(zhǔn)備樣本A，首先在平坦的玻璃襯底(直徑2.5英寸)上通過濺射而形成2nm厚的SiN膜，作為第一基礎(chǔ)層。具體而言，通過使用Si靶材(target)、Ar氣和N2氣作為濺射氣體的反應(yīng)濺射(reactive sputtering)，在襯底S上形成SiN膜。該濺射是使用旋轉(zhuǎn)陰極型DC·RF磁控濺射裝置(商品名C3010-P5，ANELVACORPORATION生產(chǎn))來執(zhí)行的。(在樣本準(zhǔn)備的后續(xù)濺射步驟中也使用同樣的裝置。)在濺射中，將Ar氣和N2氣的流速比設(shè)定為2∶1，并將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，在濺射功率為500W時，膜生長速率，或沉積速率是12nm/分。隨后，在第一基礎(chǔ)層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為初始層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。隨后，在初始層上通過濺射形成30nm厚的AlSi膜，作為散熱層(功能性層)。具體而言，該AlSi膜是通過使用Al靶材和Si靶材的共同濺射而形成的。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為0.6Pa，在濺射功率為300W(對于Al靶材)和200W(對于Si靶材)時，以23nm/分的速率形成所述的膜。隨后，在散熱層上通過濺射形成5nm厚的SiN膜，作為第二基礎(chǔ)層。具體而言，該SiN膜是通過使用Si靶材、Ar氣和N2氣作為濺射氣體的反應(yīng)濺射而形成的。在該濺射中，將Ar氣和N2氣的流速比設(shè)定為2∶1，并將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，在濺射功率為500W時，以12nm/分的速率形成所述的膜。隨后，在第二基礎(chǔ)層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為粗糙度控制層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。
如圖10所示，樣本B包括磁光記錄介質(zhì)X1中從襯底S1到功能性層23的層疊結(jié)構(gòu)。樣本B是通過以與準(zhǔn)備樣本A類似的方式，在襯底上相繼形成第一基礎(chǔ)層(SiN)、初始層(Pt)和散熱層(AlSi)而準(zhǔn)備的。
如圖11所示，樣本C所包括的層疊結(jié)構(gòu)包括襯底、散熱層和粗糙度控制層。為了準(zhǔn)備樣本C，在平坦的玻璃襯底(直徑2.5英寸)上通過濺射而形成30nm厚的AlSi膜，作為散熱層。具體而言，該AlSi膜是通過使用Al靶材和Si靶材的共同濺射而形成的。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為0.6Pa，在濺射功率為300W(對于Al靶材)和200W(對于Si靶材)時，以23nm/分的速率形成所述的膜。隨后，在該散熱層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為粗糙度控制層。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。
如圖12所示，樣本D包括由襯底和散熱層組成的層疊結(jié)構(gòu)。樣本D是以與準(zhǔn)備樣本C類似的方式，通過在襯底上形成散熱層(AlSi)而準(zhǔn)備的。
使用原子力顯微鏡(AFM)對以上述方式準(zhǔn)備的樣本A-D中每一個的最上層的正表面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)其包括突起和凹陷。在樣本A和B的最上層上的突起和凹陷是非常均勻的，而樣本C和D的則不均勻。對于樣本A-D中的每一個，測量了組成突起和凹陷的微粒的平均直徑、表面粗糙度Ra和P-V(高峰(突起)一凹陷高度差)。在圖8的表中給出了測量結(jié)果。
樣本D的散熱層表面上的突起和凹陷不均勻，并具有34.7nm的較大的平均微粒大小(APS)。樣本C的突起和凹陷不均勻，雖然它們具有23.5nm的平均微粒直徑，該直徑小于樣本D的。樣本C和D不具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。樣本B的散熱層表面上的突起和凹陷非常均勻，并具有15.2nm的平均微粒大小。樣本A的散熱層表面上的突起和凹陷非常均勻，并具有7.6nm的平均微粒大小。這樣，具有本發(fā)明磁光記錄介質(zhì)X1的層疊結(jié)構(gòu)的樣本A和B的表面所具有的突起和凹陷比樣本C和D的更微小和均勻。
圖13-15是曲線圖，示出了粗糙度控制層25表面上的突起和凹陷的參數(shù)與膜厚度的相關(guān)性。具體而言，準(zhǔn)備了多個樣本，這些樣本與樣本A僅在粗糙度控制層的膜厚度上不同，并對這些樣本中的每一個樣本，測量構(gòu)成突起和凹陷的微粒的平均直徑、表面粗糙度Ra和P-V。除了粗糙度控制層的厚度以外，這些樣本是以與樣本A類似的方式準(zhǔn)備的。
從圖13的曲線圖中可以看出，平均微粒大小隨粗糙度控制層厚度的增加而增加。從圖14的曲線圖中可以看出，表面粗糙度Ra隨粗糙度控制層厚度的增加而增加。而且，從圖15的曲線圖中可以看出，P-V隨粗糙度控制層厚度的增加而增加。這些結(jié)果表明，通過控制粗糙度控制層25的膜厚度，就可以控制直接位于磁光記錄介質(zhì)X1的記錄層11之下的突起/凹陷結(jié)構(gòu)。通過控制位于記錄層11之下的突起/凹陷結(jié)構(gòu)，就可以控制作用在記錄層11和形成于該記錄層上的嵌塞單元(磁簇)上的嵌塞力。
圖16和17示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的磁光記錄介質(zhì)X2。具體而言，圖16是一個截面圖，其示意性地示出了磁光記錄介質(zhì)X2的一部分，而圖17示出了磁光記錄介質(zhì)X2的層疊結(jié)構(gòu)。被構(gòu)造為垂直磁記錄介質(zhì)的磁光記錄介質(zhì)X2包括襯底S2、記錄層31、第一基礎(chǔ)層32、初始層33、功能性層34、第二基礎(chǔ)層35、粗糙度控制層36和保護(hù)性覆層37。
襯底S2是由鋁合金、玻璃或陶瓷材料制成的非磁性襯底。襯底S2具有用化學(xué)、物理或機(jī)械方法平整的正表面。
記錄層31是由稀土元素和過渡金屬的非晶體合金制成的垂直磁性膜。在此實(shí)施例中，可以用TbFe、TbCo或TbFeCo作為所述稀土元素和過渡金屬的非晶體合金。記錄層31例如可以具有20-50nm的厚度。
第一基礎(chǔ)層32作為一個基底，用于在其上形成初始層33，并且第一基礎(chǔ)層32所具有的表面張力小于初始層33的。第一基礎(chǔ)層32例如可以由諸如SiN、SiO2、YSiO2、ZnSiO2、AlO或AlN之類的介電材料制成。第一基礎(chǔ)層32例如可以具有2-10nm的厚度。
初始層33用來控制形成于其上的功能性層34的材料生長側(cè)表面上的突起和凹陷。優(yōu)選地，初始層33由這樣的材料制成，即，該材料所具有的表面張力大于第一基礎(chǔ)層32的。優(yōu)選地，初始層33和第一基礎(chǔ)層32之間的表面張力差不小于1000mN/m。可以用從Pt、Au、Pd、Ru和Co所組成的組中選出的單元素金屬、或者含有從該組中選擇的金屬的合金，來作為初始層33的材料，只要該材料所具有的表面張力大于第一基礎(chǔ)層32的。初始層33例如可以具有0.1-5nm的厚度。初始層33在功能性層側(cè)(即在記錄層側(cè))的表面例如具有0.3-0.6nm的表面粗糙度。突起/凹陷構(gòu)造中的突起(生長微粒)可以具有5-10nm的平均直徑(平均微粒大小)，而突起/凹陷構(gòu)造中的最大高度差(P-V)可以是3-5nm。
功能性層34包括軟磁性膜，并具有平面內(nèi)磁各向異性，此性質(zhì)具有與該層的膜表面平行延伸的易磁化軸。優(yōu)選地，功能性層34的易磁化軸沿磁盤徑向延伸。功能性層34具有足夠小的矯頑力。例如，功能性層34可以由坡莫合金(permalloy)、鐵硅鋁磁合金(sendust)、Co基非晶材料或Fe基非晶材料。功能性層34例如可以具有100-300nm的厚度。
第二基礎(chǔ)層35作為一個基底，用于在其上形成粗糙度控制層36，并且第二基礎(chǔ)層35所具有的表面張力比粗糙度控制層36的小。優(yōu)選地，第二基礎(chǔ)層35的表面張力比功能性層34的小。第二基礎(chǔ)層35例如可以由諸如SiN、SiO2、YSiO2、ZnSiO2、AlO或AlN之類的介電材料制成。第二基礎(chǔ)層35例如可以具有2-10nm的厚度。
粗糙度控制層36向?qū)盈B于其上的記錄層31的磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁施加嵌塞力，從而控制磁疇結(jié)構(gòu)。粗糙度控制層36由這樣的材料制成，即，該材料所具有的表面張力大于第二基礎(chǔ)層35的。優(yōu)選地，粗糙度控制層36與第二基礎(chǔ)層35間的表面張力差不小于1000mN/m。可以用從Pt、Au、Pd、Ru和Co所組成的組中選出的單元素金屬、或者含有從該組中選擇的金屬的合金，來作為粗糙度控制層36的材料，只要該材料所具有的表面張力大于第二基礎(chǔ)層35的。粗糙度控制層36例如可以具有0.1-5nm的厚度。不規(guī)則的控制層36在記錄層側(cè)的表面例如可以具有0.5-0.85nm的表面粗糙度Ra。例如，突起/凹陷構(gòu)造中的突起(生長微粒)可以具有5-20nm的平均直徑(平均微粒大小)，而突起/凹陷構(gòu)造中的最大高度差(P-V)可以是3-10nm。
保護(hù)性覆層37用來在物理上和化學(xué)上從外部保護(hù)記錄層31。保護(hù)性覆層37可以由非晶碳、類金剛石碳、SiN或SiC制成，并可以具有1-10nm的厚度。
為了形成磁記錄介質(zhì)X2，例如通過濺射來生長合適的材料，在襯底S2上相繼形成第一基礎(chǔ)層32到保護(hù)性覆層37。
在通過濺射而在第一基礎(chǔ)層32上形成初始層33的材料生長的初始階段中，初始層33的材料在第一基礎(chǔ)層32上通過島狀生長而發(fā)展，與第一實(shí)施例類似(見圖5A)。初始階段的島狀生長影響了材料的生長側(cè)表面構(gòu)造。因此，當(dāng)通過在預(yù)定厚度停止材料生長而完成了初始層33時，初始層33在記錄層側(cè)的表面就包括了微小的突起和凹陷?？梢酝ㄟ^選擇初始層33和第一基礎(chǔ)層32的材料、以及調(diào)節(jié)初始層33的膜厚度，來調(diào)節(jié)所述突起和凹陷的微小程度及均勻程度。功能性層34是通過在包括上述微小突起和凹陷的初始層33的表面上進(jìn)行材料生長而形成的。因此，雖然使功能性層34具有較大的厚度，但是在功能性層34的生長側(cè)表面上形成了非常微小且均勻的突起和凹陷。這個微小程度和均勻程度比假設(shè)在襯底S2上直接形成功能性層34時的高。因?yàn)榈诙A(chǔ)層35形成在具有這種結(jié)構(gòu)的功能性層34上，所以第二基礎(chǔ)層35的生長側(cè)表面也具有非常微小且均勻的突起和凹陷。
在通過濺射而在第二基礎(chǔ)層35上形成粗糙度控制層36的材料生長的初始階段中，與第一實(shí)施例類似(見圖6A)，粗糙度控制層36的材料在第二基礎(chǔ)層35上通過島狀生長而發(fā)展。初始階段的島狀生長影響了該材料的生長側(cè)表面的構(gòu)造。因此，當(dāng)通過在預(yù)定厚度停止材料生長而完成了粗糙度控制層36時，粗糙度控制層36在記錄層側(cè)的表面所包括的突起和凹陷就比第二基礎(chǔ)層35的更微小和均勻?？梢酝ㄟ^選擇粗糙度控制層36和第二基礎(chǔ)層35的材料、以及調(diào)節(jié)粗糙度控制層36的膜厚度，來調(diào)節(jié)所述突起和凹陷的微小程度及均勻程度。
由于粗糙度控制層36表面上的突起和凹陷，在直接形成于粗糙度控制層36上的記錄層31的磁疇結(jié)構(gòu)中，以微小間隔向磁疇壁施加了足夠大且均勻的嵌塞力。結(jié)果，在記錄層31上均勻而穩(wěn)定地形成了微小的嵌塞單元。
磁光記錄介質(zhì)X2包括由第一基礎(chǔ)層32和初始層33組成的層疊結(jié)構(gòu)，其中初始層33的表面張力大于第一基礎(chǔ)層32的，磁光記錄介質(zhì)X2還包括由第二基礎(chǔ)層35和粗糙度控制層36組成的另一層疊結(jié)構(gòu)，其中粗糙度控制層36的表面張力大于第二基礎(chǔ)層35的。初始層33具有一個形成有微小突起和凹陷的表面，幫助增加了功能性層34在記錄層側(cè)表面上的突起和凹陷的微小性和均勻性。因?yàn)榇植诙瓤刂茖?6是通過第二基礎(chǔ)層35而形成在功能性層34上的，所以形成在粗糙度控制層36記錄層側(cè)表面上的突起和凹陷非常微小而均勻。用來記錄信息的記錄層31直接層疊在粗糙度控制層36上。因此，由于粗糙度控制層36表面上的突起和凹陷，以微小間距向記錄層31的磁疇結(jié)構(gòu)的磁疇壁上施加了足夠大且均勻的嵌塞力。結(jié)果，就在記錄層31上均勻地形成了微小而穩(wěn)定的嵌塞單元。因此，磁光記錄介質(zhì)X2實(shí)現(xiàn)了高記錄分辨率，同時抑制了記錄噪聲(介質(zhì)噪聲)。從而，磁光記錄介質(zhì)X2適合于提高記錄密度。
示例磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備在此示例中，準(zhǔn)備了具有圖18所示的層疊結(jié)構(gòu)的磁光記錄介質(zhì)，作為前照式磁光盤。在該磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備中，準(zhǔn)備了具有帶槽脊/凹槽結(jié)構(gòu)表面的聚碳酸酯襯底(直徑120mm，厚度1.2mm，軌道間距0.275nm，凹槽深度35nm)。在該襯底上，通過濺射形成2nm厚的Si-N膜，作為第一基礎(chǔ)層。具體而言，該SiN膜是通過使用Si靶材、Ar氣和N2氣作為濺射氣體的反應(yīng)濺射而形成的。該濺射是使用旋轉(zhuǎn)陰極型DC·RF磁控濺射裝置(商品名C3010-P5，ANELVA CORPORATION生產(chǎn))來執(zhí)行的。
(在樣本準(zhǔn)備的后續(xù)濺射步驟中也使用同樣的裝置。)在濺射中，將Ar氣和N2氣的流速比設(shè)定為2∶1，并將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，在濺射功率為500W時，以12nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在第一基礎(chǔ)層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為初始層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在初始層上通過濺射形成30nm厚的AlSi膜，作為散熱層(功能性層)。具體而言，該AlSi膜是通過使用Al靶材和Si靶材的共同濺射而形成的。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為0.6Pa，在濺射功率為300W(對于Al靶材)和200W(對于Si靶材)時，以23nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在散熱層上通過濺射形成5nm厚的SiN膜，作為第二基礎(chǔ)層。具體而言，該SiN膜是通過使用Si靶材、Ar氣和N2氣作為濺射氣體的反應(yīng)濺射而形成的。在該濺射中，將Ar氣和Nz2氣的流速比設(shè)定為2∶1，并將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，在濺射功率為500W時，以12nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在第二基礎(chǔ)層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為粗糙度控制層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在粗糙度控制層上通過濺射形成50nm厚的Tb22Fe62Co16膜，作為記錄層。具體而言，該Tb22Fe62Co16膜是通過使用Tb靶材和FeCo靶材的共同濺射而形成的。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.5Pa，在濺射功率為45W(對于Tb靶材)和200W(對于FeCo靶材)時，以14nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在記錄層上通過濺射形成35nm厚的SiN膜，作為增強(qiáng)層。具體而言，該SiN膜是通過使用Si靶材、Ar氣和N2氣作為濺射氣體的反應(yīng)濺射而形成的。在該濺射中，將Ar氣和N2氣的流速比設(shè)定為2∶1，并將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，在濺射功率為500W時，以12nm/分的速率形成所述的膜。
然后，在增強(qiáng)層上形成15μm厚的保護(hù)性覆層。具體而言，通過旋轉(zhuǎn)涂覆將紫外線固化樹脂應(yīng)用在介電層上。然后通過紫外線照射來使樹脂膜硬化。這樣，就準(zhǔn)備出了此示例的磁光記錄介質(zhì)。
記錄磁疇檢驗(yàn)對此示例的磁光記錄介質(zhì)的記錄磁疇進(jìn)行檢查。具體而言，具有預(yù)定標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記是在磁光記錄介質(zhì)(磁光盤)的信息軌道上，以等于預(yù)定標(biāo)記長度的間隔來形成的。這些記錄標(biāo)記是通過使用預(yù)定裝置進(jìn)行的激光脈沖磁場調(diào)制來形成的，所述裝置設(shè)有數(shù)值孔徑(NA)為0.85的物鏡。利用此裝置，以5.0m/S的線速度(激光點(diǎn)掃描介質(zhì)表面的速度)、13mW的記錄激光功率來施加激光束，該激光束所具有的波長是405nm，同時施加200Oe的磁場。在執(zhí)行記錄之后，通過浸入預(yù)定溶液來去除保護(hù)性覆層，然后通過反應(yīng)離子刻蝕來去除增強(qiáng)層。此后，使用磁力顯微鏡(商品名SPA500，SII(Seiko Instruments Inc.)生產(chǎn))來觀察記錄層表面的記錄磁疇。該觀察是對于不同標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記，即70nm、65nm、60nm、55nm和50nm來進(jìn)行的。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)標(biāo)記長度為70nm、65nm、60nm或55nm時，磁疇適當(dāng)?shù)乇舜朔珠_。
比較性示例磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備在此比較性示例中，準(zhǔn)備了具有圖19所示層疊結(jié)構(gòu)的磁光記錄介質(zhì)，作為前照式磁光盤。在該比較性磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備中，準(zhǔn)備了具有帶槽脊/凹槽結(jié)構(gòu)表面的聚碳酸酯襯底(直徑120mm，厚度1.2mm，軌道間距0.275nm，凹槽深度35nm)。在該襯底上，通過濺射形成30nm厚的AlSi膜，作為散熱層。具體而言，該AlSi膜是通過使用Al靶材和Si靶材的共同濺射而形成的。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為0.6Pa，在濺射功率為300W(對于Al靶材)和200W(對于Si靶材)時，以23nm/分的速率形成所述的膜。
隨后，在散熱層上通過濺射形成1nm厚的Pt膜，作為粗糙度控制層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.6Pa，在濺射功率為40W時，使用Pt靶材以3.2nm/分的速率形成所述的膜。
然后，以與形成示例1中粗糙度控制層上的記錄層、增強(qiáng)層和保護(hù)性覆層類似的方式，在粗糙度控制層上形成記錄層、增強(qiáng)層和保護(hù)性覆層。
記錄磁疇檢驗(yàn)對此比較性示例的磁光記錄介質(zhì)的記錄磁疇進(jìn)行檢查。具體而言，具有預(yù)定標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記是在磁光記錄介質(zhì)(磁光盤)的信息軌道上，以等于預(yù)定標(biāo)記長度的間隔來形成的。這些記錄標(biāo)記是通過使用預(yù)定裝置進(jìn)行的激光脈沖磁場調(diào)制來形成的，所述裝置設(shè)有數(shù)值孔徑(NA)為0.85的物鏡。利用此裝置，以5.0m/S的線速度、13mW的記錄激光功率來施加激光束，該激光束所具有的波長是405nm，同時施加200Oe的磁場。此后，使用磁力顯微鏡(商品名SPA500，SII(Seiko Instruments Inc.)生產(chǎn))來觀察記錄磁疇。該觀察是對于不同標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記，即150nm、100nm和80nm來進(jìn)行的。結(jié)果，確認(rèn)了當(dāng)標(biāo)記長度為150nm或100nm時，磁疇適當(dāng)?shù)乇舜朔珠_。當(dāng)標(biāo)記長度為80nm時，磁疇未適當(dāng)分開。
示例磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備在此示例中，準(zhǔn)備了具有圖20所示層疊結(jié)構(gòu)的磁光記錄介質(zhì)，作為前照式磁光盤。此示例的磁光記錄介質(zhì)包括磁記錄部分，該磁記錄部分包括記錄層、中間層和再現(xiàn)層。所述再現(xiàn)層具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在再現(xiàn)處理期間發(fā)生磁疇擴(kuò)展和磁疇壁移動。
在該磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備中，類似于示例1，在聚碳酸酯襯底(直徑120mm，厚度1.2mm，軌道間距0.275nm，凹槽深度35nm)上相繼形成第一基礎(chǔ)層、初始層、散熱層、第二基礎(chǔ)層和粗糙度控制層。
隨后，在粗糙度控制層上通過濺射形成70nm厚的Tb22Fe62Co16膜，作為記錄層。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為1.5Pa，該膜是使用Tb靶材和FeCo靶材，在濺射功率為45W(對于Tb靶材)和200W(對于FeCo靶材)時，以設(shè)定為14nm/分的速率形成的。隨后，在記錄層上通過濺射形成15nm厚的Tb22Fe78膜，作為中間層。在此濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為2.5Pa，該膜是使用Tb靶材和Fe靶材，在濺射功率為76W(對于Tb靶材)和300W(對于Fe靶材)時，以13nm/分的速率形成的。隨后，在中間層上通過濺射形成20nm厚的Gd27Fe65Co8膜，作為再現(xiàn)層。在該濺射中，將濺射氣體壓力設(shè)定為0.3Pa，該膜是使用Gd靶材和FeCo靶材，在濺射功率為100W(對于Gd靶材)和250W(對于FeCo靶材)時，以14nm/分的速率形成的。這樣，就形成了由記錄層、中間層和再現(xiàn)層組成的磁記錄部分。
隨后，以與示例1類似的方式，在再現(xiàn)層上形成增強(qiáng)層和保護(hù)性覆層。這樣，就準(zhǔn)備出了此示例的磁光記錄介質(zhì)。
記錄再現(xiàn)性能對此示例的磁光記錄介質(zhì)的記錄再現(xiàn)性能進(jìn)行檢查。具體而言，具有預(yù)定標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記是在磁光記錄介質(zhì)(磁光盤)的信息軌道上，以等于預(yù)定標(biāo)記長度的間隔來形成的。這些記錄標(biāo)記是通過使用預(yù)定裝置進(jìn)行的激光脈沖磁場調(diào)制來形成的，所述裝置設(shè)有數(shù)值孔徑(NA)為0.85的物鏡。利用此裝置，以4.0m/S的線速度(激光點(diǎn)掃描介質(zhì)表面的速度)、11mW的記錄激光功率來施加激光束，該激光束所具有的波長是405nm，同時施加200Oe的磁場。然后，將所述磁光記錄介質(zhì)再現(xiàn)，并測量再現(xiàn)信號的CNR(dB)。該再現(xiàn)是使用同樣的裝置，以4.0m/S的線速度和2.0mW的再現(xiàn)激光功率來執(zhí)行的。使用頻譜分析儀來測量再現(xiàn)信號的輸出電平。
對于不同標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記來測量再現(xiàn)信號的CNR(dB)。測量結(jié)果由圖22的曲線圖的線E2表示，其中，橫坐標(biāo)表示記錄標(biāo)記的標(biāo)記長度(nm)，而縱坐標(biāo)表示CNR(dB)。而且，對于每個標(biāo)記長度，檢驗(yàn)再現(xiàn)遺漏比。檢驗(yàn)結(jié)果由圖23的曲線圖的線E2′表示，其中，橫坐標(biāo)表示標(biāo)記長度(nm)，而縱坐標(biāo)表示用％表示的再現(xiàn)遺漏比，或再現(xiàn)失敗率。該遺漏比指的是未再現(xiàn)信號數(shù)除以應(yīng)被記錄的信號總數(shù)。再現(xiàn)遺漏是由在記錄處理中未能穩(wěn)定地形成合適的磁疇或記錄標(biāo)記而造成的。
比較性示例磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備在此比較性示例中，準(zhǔn)備了具有圖21所示層疊結(jié)構(gòu)的磁光記錄介質(zhì)，作為前照式磁光盤。此比較性示例的磁光記錄介質(zhì)包括層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括記錄層、中間層和再現(xiàn)層。所述再現(xiàn)層具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在再現(xiàn)處理期間發(fā)生磁疇擴(kuò)展和磁疇壁移動。
在該磁光記錄介質(zhì)的準(zhǔn)備中，類似于比較性示例1，在聚碳酸酯襯底(直徑120mm，厚度1.2mm，軌道間距0.275nm，凹槽深度35nm)上相繼形成散熱層和粗糙度控制層。此后，以與示例2類似的方式，相繼形成記錄層、中間層、再現(xiàn)層、增強(qiáng)層和保護(hù)性覆層。
記錄再現(xiàn)性能以與示例2類似的方式，對于不同的標(biāo)記長度的記錄標(biāo)記，測量再現(xiàn)信號的CNR(dB)。測量結(jié)果由圖22的曲線圖的線C2表示。而且，以類似于示例2的方式，對每個標(biāo)記長度檢驗(yàn)再現(xiàn)遺漏比。檢驗(yàn)結(jié)果由圖23的曲線圖的線C2′表示。
評價對于示例1和比較性示例1中的記錄磁疇如上所述，在示例1的記錄介質(zhì)中，當(dāng)標(biāo)記長度為70nm、65nm、60nm或55nm時，磁疇適當(dāng)?shù)乇舜朔珠_。然而，在比較性示例1的記錄介質(zhì)中，雖然當(dāng)標(biāo)記長度為150nm或100nm時確認(rèn)了分開，但當(dāng)標(biāo)記長度為80nm時，磁疇未適當(dāng)分開。根據(jù)這些結(jié)果可得出結(jié)論，示例1的磁光記錄介質(zhì)具有更高的記錄分辨率?？梢韵氲?，這是因?yàn)槌跏紝拥拇嬖冢沟弥苯游挥谟涗泴又碌拇植诙瓤刂茖拥耐黄鸷桶枷菖c比較性示例1的磁光記錄介質(zhì)的粗糙度控制層的相比更微小和均勻。
對于示例2和比較性示例2中的記錄再現(xiàn)性能從圖22的曲線圖中，觀察到示例2的磁光記錄介質(zhì)具有與比較性示例2相比更高的記錄分辨率。例如，當(dāng)標(biāo)記長度為80nm時，示例2的磁光記錄介質(zhì)的CNR相比于比較性示例2的大約高12dB。從圖23的曲線圖中，觀察到示例2的磁光記錄介質(zhì)的再現(xiàn)遺漏比低于比較性示例2。具體而言，在比較性示例2的磁光記錄介質(zhì)中，當(dāng)標(biāo)記長度短于約90nm時，再現(xiàn)遺漏比超過了20％。另一方面，在示例2的磁光記錄介質(zhì)中，當(dāng)標(biāo)記長度長于約60nm時，遺漏比被抑制到不大于約10％。低遺漏比意味著穩(wěn)定地形成了記錄標(biāo)記。因此，從圖23的曲線圖中，觀察到在示例2的磁光記錄介質(zhì)中，與比較性示例2的磁光記錄介質(zhì)中相比，可以穩(wěn)定地形成更小的磁疇(記錄標(biāo)記)。
權(quán)利要求
1.一種具有層疊結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，該介質(zhì)包括襯底；記錄層，具有用于記錄信息的垂直磁各向異性；第一基礎(chǔ)層，位于所述襯底與所述記錄層之間；初始層，其表面張力大于所述基礎(chǔ)層的表面張力，并且所述初始層被保持與所述基礎(chǔ)層的記錄層側(cè)表面相接觸；和功能性層，被保持與所述初始層的記錄層側(cè)表面相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，還包括第二基礎(chǔ)層，被保持與所述功能性層的記錄層側(cè)表面相接觸；和突起/凹陷控制層，其表面張力大于所述第二基礎(chǔ)層的表面張力，并且所述突起/凹陷控制層介于所述第二基礎(chǔ)層與所述記錄層之間。
3.如權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述功能性層包括散熱層、非磁性層、記錄磁場降低層和軟磁性層中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述功能性層具有不小于20nm的厚度。
5.如權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中，所述第二基礎(chǔ)層的表面張力小于所述功能性層的表面張力。
6.如權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中，所述突起/凹陷控制層包括記錄層側(cè)表面，該記錄層側(cè)表面具有0.5-0.85nm的表面粗糙度。
7.如權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中，所述突起/凹陷控制層具有形成有突起和凹陷的記錄層側(cè)表面，其中所述突起的平均直徑是5-20nm。
8.如權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中，所述突起/凹陷控制層具有形成有突起和凹陷的記錄層側(cè)表面，所述突起和凹陷具有3-10nm的最大高度差。
9.如權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述記錄介質(zhì)是基于磁光記錄技術(shù)的，并且所述記錄介質(zhì)包括多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括用于實(shí)現(xiàn)超級磁感應(yīng)解析、磁放大磁光系統(tǒng)或磁疇壁移動檢測的記錄層。
10.一種制造記錄介質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟在襯底上形成第一基礎(chǔ)層；在所述基礎(chǔ)層上，通過生長一種材料的島而形成初始層，所述材料的表面張力大于所述基礎(chǔ)層的表面張力；在所述初始層上形成功能性層；并且在所述功能性層上方形成記錄層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟在所述功能性層上形成第二基礎(chǔ)層，該第二基礎(chǔ)層的表面張力小于所述功能性層的表面張力；并且在所述第二基礎(chǔ)層上，通過生長一種材料的島而形成突起/凹陷控制層，所述材料的表面張力大于所述第二基礎(chǔ)層的表面張力；其中，所述記錄層形成在所述突起/凹陷控制層上。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述功能性層包括散熱層、非磁性層、記錄磁場降低層和軟磁性層中的一種。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述功能性層被形成為具有不小于20nm的厚度。
全文摘要
本發(fā)明所公開的記錄介質(zhì)包括襯底；記錄層，其具有用于記錄信息的垂直磁各向異性；基礎(chǔ)層，其位于所述襯底與所述記錄層之間；初始層，其表面張力大于所述基礎(chǔ)層的表面張力，并被保持與所述基礎(chǔ)層的記錄層側(cè)表面相接觸；以及功能性層，其被保持與所述初始層的記錄層側(cè)表面相接觸。
文檔編號G11B5/738GK1604214SQ20041003275
公開日2005年4月6日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者森河剛, 玉野井健, 上村拓也 申請人:富士通株式會社