專利名稱：使用顆粒隔離型膜作為墊層的磁記錄介質(zhì)、其制造方法及利用其的磁記錄/再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
為了增加磁記錄介質(zhì)的記錄密度，重要的是，形成精細(xì)的晶粒且降低介質(zhì)噪聲，而不干擾磁記錄層的各向異性。
過去，已經(jīng)使用各種墊層(under layer)和籽晶層來在磁記錄層上形成精細(xì)的晶粒。例如，使用一種磁記錄介質(zhì)，包括由Ti或Ta制成的籽晶層，在籽晶層上形成具有這樣的結(jié)構(gòu)的墊層，在所述結(jié)構(gòu)中，由氧化物或氮化物分開六角形緊密堆積的結(jié)構(gòu)(hcp)或面心立方結(jié)構(gòu)(fcc)的晶粒，并在其上層疊中間層和磁記錄層。
在這種磁記錄介質(zhì)中，使組成磁記錄層的晶粒精細(xì)且彼此隔開(參考例如專利文獻(xiàn)1)。
還提出一種結(jié)構(gòu)，其中提供一個(gè)非磁性中間層，其具有由氧化物或碳化物隔離晶粒的結(jié)構(gòu)，并且在其上形成磁性層，從而改善了矯頑力，并降低了噪聲(參考例如專利文獻(xiàn)2)。
根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)，通過提供具有其中使晶粒精細(xì)且使用氧化物或類似物隔離所述晶粒的結(jié)構(gòu)的墊層，使得在磁記錄層中所包括的晶粒精細(xì)并且彼此隔離，因而相對(duì)于使用不具有這種結(jié)構(gòu)的墊層的常規(guī)裝置而言，改善了記錄和再現(xiàn)特征。
還提出在墊層下面提供籽晶層，以便改善墊層的取向性，從而也改善磁性層的取向性，并改善介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)特征。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中存在這樣的問題，很難同時(shí)滿足在墊層中具有較精細(xì)的晶粒的需求和具有較高的取向性的需求。
另外提出了在基片和磁記錄層之間提供由軟磁性材料制成的軟磁性層，以改善在穿透磁頭和磁記錄介質(zhì)間的間隙的狀態(tài)與其它狀態(tài)之間切換磁通的效率。該軟磁性層構(gòu)成在磁頭和該介質(zhì)之間的磁通路的一部分。
在提供籽晶層的情況下，存在這樣的問題，在軟磁性層和磁頭之間的距離增加了，因此很難獲得滿意的記錄分辨率。
還提出了使用具有由選自于氧化物、氮化物和碳化物以及Ru合金中的一種所制成的粒狀結(jié)構(gòu)(granular structure)的墊層、或者由Ru合金制成的墊層，以便改善磁性層的取向性和矯頑力，并且使得顆粒較精細(xì)，以降低噪聲(參考例如專利文獻(xiàn)3)。
然而，在具有包含Ru合金的墊層的磁記錄介質(zhì)中，該墊層的取向性不足，并且在矯頑力和噪聲方面也沒有獲得滿意的性能。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)，首次公開No.2003-36525專利文獻(xiàn)2日本專利申請(qǐng)，首次公開No.2002-133645專利文獻(xiàn)3日本專利申請(qǐng)，首次公開No.2001-291230發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是在考慮上述背景技術(shù)的情況下提出的，其第一目的是提供一種包括磁記錄層的磁記錄介質(zhì)，在所述層中使晶粒精細(xì)，并改善了晶體取向性、一種制造其的方法及使用其的磁記錄/再現(xiàn)裝置。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種磁記錄介質(zhì)，其中使晶粒精細(xì)，并改善了取向性和記錄分辨率、一種制造其的方法及使用其的磁記錄/再現(xiàn)裝置。
(1)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第一方面是一種磁記錄介質(zhì)，包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成，并且所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且該非磁性陣列由包含Y2O3的材料制成。
(2)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第二方面是如(1)所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述顆粒由包含選自于Pt、Pd、Ru和Rh中的至少一種元素的非磁性材料制成。
(3)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第三方面是一種磁記錄介質(zhì)，包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；并且所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且該非磁性陣列由包含選自于金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和半導(dǎo)體碳化物中的至少一種的材料制成，并且所述顆粒由包含選自于Au、Ag和Cu中的至少一種元素的材料制成。
(4)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第四方面是如(3)所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述非磁性陣列由包含選自于SiO2、Y2O3、Cr2O3、Al2O3和Ta2O5中的至少一種的材料制成。
(5)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第五方面是如(1)到(4)中任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中在所述墊層和所述磁記錄層之間提供由包含Ru的材料制成的第二墊層。
(6)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第六方面是如(1)到(5)中任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層包含選自于Fe、Co、Cr、V、Mo、Nb、Zr、W、Ta、B和C中的至少一種元素。
(7)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第七方面是如(1)到(6)中任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層具有大于或等于0.2T的飽和磁通密度BS和小于或等于100(Oe)的矯頑力HC。
(8)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第八方面是如(1)到(7)中任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述磁記錄層由包含金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的Co合金制成。
(9)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第九方面是一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，所述介質(zhì)包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；并且所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且該非磁性陣列由包含Y2O3的材料制成。
(10)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第十方面是一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，其包括形成在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成，而所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且該非磁性陣列由包含選自于金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和半導(dǎo)體碳化物中的至少一種的材料制成，并且所述顆粒由包含選自于Au、Ag和Cu中的至少一種元素的材料制成。
(11)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的第十一方面是一種磁記錄/再現(xiàn)裝置，其包括(1)到(8)中任一所述的磁記錄介質(zhì)、和磁頭。
在本申請(qǐng)的說明書中，假設(shè)1Oe≈79.58A/m，且1emu/cm3≈12.57×10-4Wb/m2。
利用本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)，由于提供了由包含Ni的材料制成的籽晶層和具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)的墊層，因此改善了墊層的顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性。
因此，在墊層上所形成的磁記錄層也改善在顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性方面的特征。
結(jié)果，可以降低介質(zhì)噪聲并且改善了噪聲特性。而且能夠增大矯頑力并可以獲得滿意的記錄和再現(xiàn)特征，從而可以進(jìn)行高密度記錄。
本發(fā)明通過使用用于籽晶層的軟磁性材料也改善了記錄分辨率。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的一個(gè)實(shí)例的示意截面圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的另一實(shí)例的示意截面圖；圖3為示出對(duì)比實(shí)例的磁記錄介質(zhì)的示意截面圖；圖4為示出對(duì)比實(shí)例的磁記錄介質(zhì)的示意截面圖；圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的另一實(shí)例的示意截面圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的另一實(shí)例的示意截面圖；圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的磁記錄/再現(xiàn)裝置的一個(gè)實(shí)例的部分分解透視圖；圖8示出了墊層的平面結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層。
非磁性基片可以是由鋁、鋁合金或其它金屬材料制成的金屬基片，或者是由玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳或其它非金屬材料制成的非金屬基片。
可以使用無定形玻璃或結(jié)晶玻璃作為玻璃基片，而可用的無定性玻璃包含通用的鈉鈣玻璃和硅鋁酸鹽玻璃，并且可以使用鋰基結(jié)晶玻璃作為結(jié)晶玻璃。可以使用主要成分為氧化鋁、氮化鋁和氮化硅的燒結(jié)材料，或者用纖維加固的這些材料中的一種作為陶瓷基片。
軟磁性層由軟磁性材料制成，優(yōu)選使用具有高飽和磁通密度和良好的軟磁性特征的材料，例如CoZrNb合金、FeCoB合金、FeCoN合金、FeTaC合金、FeTaN合金、FeNi合金以及FeALSi合金。
軟磁性層的矯頑力Hc優(yōu)選小于或等于50Oe，更優(yōu)選為小于或等于10Oe。軟磁性層的飽和磁通密度Bs優(yōu)選大于或等于0.6T，更優(yōu)選為大于或等于1T。軟磁性層的飽和磁通密度Bs與厚度t的積，Bs·t，優(yōu)選大于或等于40T·nm，更優(yōu)選為大于或等于60T·nm。
可以在基片和軟磁性層之間提供偏壓施加層。
偏壓施加層可以作為磁疇控制層形成，其抑制在軟磁性層上形成磁疇。磁疇控制層由硬磁性材料制成，并在平行于表面的方向上具有磁各向異性。偏壓施加層可以是由反鐵磁性材料制成的反鐵磁性層。
用來形成偏壓施加層的材料可以是CoCrPt合金、CoCrPtB合金、CoCrPtTa合金、CoSm合金、CoPt合金、CoPtO合金、CoPtCrO合金、CoPt-SiO2合金、CoCrPt-SiO2合金或CoCrPtO-SiO2合金。
可以將偏壓施加層形成為2層結(jié)構(gòu)，使得在由V構(gòu)成的第一層上形成由Co合金構(gòu)成的第二層。
形成偏壓施加層可以阻止磁疇壁借助于從偏壓施加層所發(fā)出的偏壓磁場而從軟磁性材料形成，因而防止由于磁疇產(chǎn)生尖峰噪聲。
籽晶層用來改善墊層的晶體取向，且由包含Ni的材料制成。
籽晶層可以由包含選自于Fe、Co、Cr、V、Mo、Nb、Zr、W、Ta、B和C中的至少一個(gè)元素的Ni合金形成。
優(yōu)選使用NiTa合金、NiNb合金、NiTaC合金、NiTaB合金、CoNiTa合金、NiFe合金、NiFeMo合金、NiFeCr合金、NiFeV合金或NiCo合金作為Ni合金。
籽晶層優(yōu)選具有包括細(xì)晶體顆粒或面心立方結(jié)構(gòu)的微晶結(jié)構(gòu)。
可以通過適當(dāng)確定除了Ni之外的其它成分的類型和比例來控制晶體結(jié)構(gòu)。
例如，通過使用NiTa合金、NiNb合金、NiTaC合金、NiTaB合金或CoNiTa合金可以容易獲得微晶結(jié)構(gòu)。通過使用NiFe合金、NiFeMo合金、NiFeCr合金、NiFeV合金或NiCo合金可以容易獲得面心立方結(jié)構(gòu)。
當(dāng)將籽晶層形成為微晶結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使墊層中的顆粒均勻并更精細(xì)。尤其是當(dāng)形成墊層的非磁性陣列由Y2O3制成、且這些顆粒由具有緊密堆積結(jié)構(gòu)的貴金屬(例如Pt或Au)制成時(shí)，將趨于使墊層中的顆粒變得均勻且精細(xì)。當(dāng)將籽晶層形成為面心立方結(jié)構(gòu)時(shí)，可將墊層形成為具有高結(jié)晶度。
這樣在具有上述籽晶層的磁記錄介質(zhì)中，通過在軟磁性層上直接形成墊層，能夠改善墊層的結(jié)晶度。
籽晶層可以也由軟磁性材料形成，使得例如飽和磁通密度Bs大于或等于0.2T且矯頑力Hc小于或等于100Oe。
當(dāng)在籽晶層中使用軟磁性材料時(shí)，在具有軟磁性特征的層(籽晶層和軟磁性層)和磁頭之間的距離變得較小，且因而降低了無信號(hào)損耗，改善了記錄分辨率。
墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，即粒狀結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中在非磁性陣列中隔離由非磁性材料制成的顆粒。在下文中，可以將該墊層稱為第一墊層。
墊層的非磁性陣列優(yōu)選由包含Y2O3的非磁性材料制成。顆粒優(yōu)選由包含選自于Pt、Pd、Ru和Rh中的至少一種元素的非磁性材料制成。
在上述構(gòu)造的墊層中，顆粒變得均勻且精細(xì)，并且與該陣列清晰地分離，另外還改善了取向性。從而，在墊層上所形成的磁記錄層在顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和取向性方面具有良好的特征。
尤其是當(dāng)非磁性陣列由包含Y2O3的材料制成、且顆粒由包含Pt的材料制成時(shí)，顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和取向性都變得甚至更好。
當(dāng)該墊層由包含選自于金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和半導(dǎo)體碳化物中的至少一種的材料制成，并且顆粒由包含選自于Au、Ag和Cu中的至少一個(gè)元素的非磁性材料制成時(shí)，也可以使用這種構(gòu)造。
可以使用Cr、Al、Ta、Zr、Mg或Y作為金屬?？梢允褂肧i或B作為半導(dǎo)體。
非磁性陣列優(yōu)選由包含選自于中SiO2、Y2O3、Cr2O3、Al2O3和Ta2O5中的至少一個(gè)的材料制成。
在上述構(gòu)造的墊層中，由于由Au或類似物所制成的顆粒不太有可能被非磁性陣列影響，因此能夠獲得在均勻性、顆粒邊界的清晰度和精細(xì)度方面具有良好特征的顆粒，并且改善了取向性。
在非磁性陣列由包含SiO2的材料制成、且顆粒由包含Au的材料制成的情況下，進(jìn)一步改善了顆粒在顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和取向性方面的特征。
可以將由包含Ru的材料所制成的第二墊層提供在所述墊層和磁記錄層之間。可以使用Ru或Ru合金作為該材料?？梢允褂肦uCr合金、RuCo合金或RuPt合金作為Ru合金。
提供第二墊層改善了磁記錄層的取向性，并且還改善了記錄分辨率和SNR(信噪比)。
磁記錄層可以由Co合金制成，且優(yōu)選由包含金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的Co合金制成?？梢詫⒋庞涗泴有纬蔀轭w粒隔離型結(jié)構(gòu)(粒狀結(jié)構(gòu))。
Co合金可以為CoCr合金、CoPt合金、CoCrPt合金、CoCrPtTa合金、CoCrPtO合金或CoCrPtTaB合金。
可以使用Cr、Al、Ta、Zr、Mg或 Y作為金屬?？梢允褂肧i或B作為半導(dǎo)體。
金屬氧化物可以為選自于Y2O3、Cr2O3、Al2O3和Ta2O5中的至少一種。半導(dǎo)體氧化物可以是SiO2或B2O3。
當(dāng)將磁記錄層形成為具有粒狀結(jié)構(gòu)時(shí)，磁記錄層能夠具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中將由上述Co合金制成的磁性顆粒隔離在由上述金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物制成的陣列。
由于該墊層在顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性方面具有良好的特征，因此在該墊層的影響下通過外延生長而形成的磁記錄層也在顆粒(磁性顆粒)的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性方面具有良好的特征。
特別地，由包含金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的Co合金制成的磁記錄層在顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和取向性方面具有良好的特征。因此，能夠獲得優(yōu)異的分辨率和噪聲特征。
當(dāng)將包含金屬氧化物或或半導(dǎo)體氧化物的Co合金用于磁記錄層時(shí)，優(yōu)選在非加熱的條件下(例如，使基片溫度低于100℃)形成磁記錄層。當(dāng)溫度太高時(shí)，顆粒生長過快，導(dǎo)致顆粒與陣列不能充分分離。
當(dāng)將不包含金屬氧化物或或半導(dǎo)體氧化物的Co合金用于磁記錄層時(shí)，優(yōu)選在加熱條件下(例如，使基片溫度大于或等于100℃)形成磁記錄層。當(dāng)溫度太低時(shí)，在磁記錄層中的分離將趨于不充分。
當(dāng)將不包含金屬氧化物或或半導(dǎo)體氧化物的Co合金用于磁記錄層時(shí)，可以將該弱磁性墊層提供在由具有比上述Co合金(例如，CoCr合金、CoPt合金、CoCrPt合金、CoCrPtTa合金、CoCrPtO合金或CoCrPtTaB合金)低的Co濃度的Co合金所制成的磁記錄層的緊下方。該弱磁性墊層也可以是非磁性層。
該弱磁性墊層具有優(yōu)選為小于或等于300emu/cmu3、尤其優(yōu)選為從10到100emu/cm3的飽和磁化強(qiáng)度，和優(yōu)選為從0.5到100Oe的矯頑力。當(dāng)飽和磁化強(qiáng)度或矯頑力超過上述范圍時(shí)，介質(zhì)噪聲趨于增加。
磁記錄層可以是垂直磁記錄層，其中易磁化軸主要取向于與基片表面垂直的方向。
磁記錄層可以具有由C、SiO2、ZrO2或類似物在其上形成的保護(hù)層。
保護(hù)層可以具有由全氟聚醚、氟代醇、氟代羧酸或類似物在其上形成的潤滑層。
上述層可以在基片的一側(cè)或在其兩側(cè)形成。這些層能夠通過通常的濺射工藝來形成。
現(xiàn)在將通過實(shí)例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
如圖1所示的磁記錄介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在基片1上依次形成磁疇控制層2、軟磁性層3、籽晶層4、第一墊層5、第二墊層6、磁記錄層7和保護(hù)層8。
籽晶層4可以由NiTa合金制成。
可以將第一墊層5形成為粒狀結(jié)構(gòu)，其中在由Y2O3制成的陣列中隔離由Pt制成的顆粒。第二墊層6可以由Ru制成。
可以將磁記錄層7形成為粒狀結(jié)構(gòu)，其中在由SiO2制成的陣列中隔離由CoCrPt合金制成的磁性顆粒。磁記錄層7優(yōu)選在非加熱條件(例如，基片溫度低于100℃)下形成。這是為了防止由于加熱致使顆粒生長過快，從而難于將顆粒從陣列中隔離。
如圖2所示的磁記錄介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在基片11上依次形成軟磁性層12、籽晶層13、第一墊層14、第二墊層15、弱磁性墊層16、磁記錄層17和保護(hù)層18。
籽晶層13可以由NiTa合金制成。
可以將第一墊層14形成為粒狀結(jié)構(gòu)，其中在由SiO2制成的陣列中隔離由Au制成的顆粒。第二墊層15可以由RuCr合金制成。
弱磁性墊層16和磁記錄層17都由CoCrPtB合金制成，而磁記錄層17所包含的Co的比例比弱磁性墊層16中高。
磁記錄層17優(yōu)選通過加熱基片11而在加熱條件(例如，基片溫度大于或等于100℃)下形成。這是因?yàn)橥ㄟ^加熱可以加速在磁記錄層17中對(duì)Cr的隔離。
由于本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)具有由包含Ni的材料制成的籽晶層和具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)的第一墊層，因此能夠改善第一墊層中的顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性。
結(jié)果，還能改善在第二墊層中和在第一墊層上所形成的磁記錄層中的顆粒的均勻性、顆粒邊界的清晰度、顆粒的精細(xì)度和晶體取向性。
因此，減小了介質(zhì)噪聲，改善了噪聲特征。還可以增加矯頑力，并獲得滿意的記錄和再現(xiàn)特性。這樣，可以進(jìn)行高密度記錄。
相反，在常規(guī)裝置中，具有由Ru或類似物制成的粒狀結(jié)構(gòu)的墊層，且沒有籽晶層，在墊層中的取向會(huì)變?nèi)酰蚨沟迷胍籼卣骱统C頑力變得不足。
根據(jù)本發(fā)明，通過在籽晶層中使用軟磁性材料，提高了記錄分辨率。
當(dāng)磁記錄層具有垂直磁各向異性時(shí)，本發(fā)明的磁記錄層顯示出尤其好的特征。
在這種情況下，磁記錄介質(zhì)變成所謂的垂直雙層介質(zhì)，其具有高磁導(dǎo)率的軟磁性層和垂直磁記錄層。在該垂直雙層介質(zhì)中，軟磁性層執(zhí)行部分功能，以在水平方向偏斜由磁頭(尤其由單磁極頭)所產(chǎn)生的記錄磁場，并將其引導(dǎo)回磁頭。這導(dǎo)致在磁記錄層上施加急劇并足夠的垂直磁場，以改善記錄和再現(xiàn)的效率。
本發(fā)明的磁記錄/再現(xiàn)裝置包括上述的磁記錄介質(zhì)和磁頭。該磁頭可以是記錄磁頭、再現(xiàn)磁頭或記錄和再現(xiàn)復(fù)合磁頭。
當(dāng)采用垂直磁記錄時(shí)，可使用單磁極頭作為記錄磁頭。當(dāng)采用縱向磁記錄時(shí)，可使用環(huán)形磁頭作記錄磁頭。
圖7是示出本發(fā)明磁記錄/再現(xiàn)裝置的一個(gè)實(shí)例的部分分解的透視圖。
所示的磁記錄/再現(xiàn)裝置具有在頂端開口的矩形盒狀底盤61和封閉該底盤61的開口的頂蓋。
底盤61包含，垂直磁記錄介質(zhì)62，其為具有上述構(gòu)造的磁記錄介質(zhì)；主軸電機(jī)63，其作為驅(qū)動(dòng)裝置用于支撐和旋轉(zhuǎn)垂直磁記錄介質(zhì)62；磁頭64，其將磁信號(hào)記錄到垂直磁記錄介質(zhì)62中并從垂直磁記錄介質(zhì)62再現(xiàn)磁信號(hào)；磁頭致動(dòng)器65，其具有在末端安裝的用于支承磁頭64的懸架，并支持磁頭64相對(duì)于垂直磁記錄介質(zhì)62自由移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)軸66，其支持磁頭致動(dòng)器65自由旋轉(zhuǎn)；音圈電機(jī)67，其通過旋轉(zhuǎn)軸66旋轉(zhuǎn)和定位磁頭致動(dòng)器65；以及磁頭放大電路68。
實(shí)例下面描述本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的實(shí)例。
實(shí)例1制造如圖1所示的磁記錄介質(zhì)。
使用抽空到小于或等于3×10-5帕的室進(jìn)行濺射，并使用Ar氣體作為濺射氣體，從而采用下述的制造工藝。
通過濺射在非磁性玻璃基片1上形成磁疇控制層2。
將磁疇控制層2形成為這樣的結(jié)構(gòu)，使得在由V制成的第一層(40nm厚)上形成由Co-18at％Pt-8at％Cr制成的第二層(20nm厚)。當(dāng)形成第一層時(shí)，將該室中的氣壓設(shè)為0.6帕，當(dāng)形成第二層時(shí)，將該室的氣壓設(shè)為0.5帕。
然后在磁疇控制層2上形成由Co-6at％Zr-10at％Nb制成的軟磁性層3(200nm厚)(室中的氣壓為0.6帕)。
然后在軟磁性層3上形成由Ni-30at％Ta制成的籽晶層4(7nm厚)(室中的氣壓為0.7帕)。
當(dāng)形成上述層時(shí)，將500W的直流電源施加到靶上。
然后，在籽晶層4上形成由Pt-Y2O3制成的第一墊層5(10nm厚)。以粒狀結(jié)構(gòu)形成第一墊層5，在該結(jié)構(gòu)中在由Y2O3制成的陣列中隔離由Pt制成的顆粒。當(dāng)形成第一墊層5時(shí)，使用Pt-Y2O3靶，其通過以Pt∶Y2O3＝8∶2的摩爾比例燒結(jié)Pt顆粒與Y2O3顆粒的混合物而制成(室中的氣壓為5.0帕，且提供300W的RF電源)。
然后在第一墊層5上形成由Ru所制成的第二墊層6(5nm厚)(室中的氣壓為3.0帕，并且DC電源為250W)。
然后在第二墊層6上形成由CoPtCr-SiO2制成的磁記錄層7(10nm厚)。當(dāng)形成磁記錄層7時(shí)，使用CoPtCr-SiO2靶，其通過以CoPtCr∶SiO2＝11∶1的摩爾比例燒結(jié)Co-16at％Pt-12at％Cr顆粒與SiO2顆粒的混合物而制成(室中的氣壓為6.0帕，且提供200W的RF電源)。
然后在磁記錄層7上形成由C制成的保護(hù)層8(7nm厚)(室中的氣壓為0.5帕，且提供1000W的DC電源)。
然后通過浸漬工藝在保護(hù)層8上施加由PFPE(全氟聚醚)制成的潤滑劑，以形成潤滑層(1.Snm厚)，從而獲得磁記錄介質(zhì)A。
使用最大磁場為20kOe的Kerr效應(yīng)磁測量裝置測量磁記錄介質(zhì)A的靜磁特性。表1示出這樣測量到的矯頑力Hc、矩形比RS和成核磁場Hn。
表1還示出通過利用XRD測量搖擺曲線而確定的Δθ50的值，以研究該介質(zhì)A的晶體取向性。
還可以對(duì)介質(zhì)A進(jìn)行R/W檢測，通過利用單磁極頭在其上寫入信號(hào)，并利用GMR頭讀取信號(hào)。表1示出了這樣確定的SNRm、重寫特征(OW特征)和dPW50。沿以4200rpm旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)A的半徑為20mm的軌跡進(jìn)行測量。
對(duì)于示出S/N比的SNRm，S代表在一個(gè)反磁化的周期中的119kFCI的隔離波形的峰值，即，最大值和最小值之差除以2。Nm是具有716kFCI的rms(均方根-英寸)。
當(dāng)在寫入8kFCI的記錄信號(hào)后寫入358kFCI的信號(hào)時(shí)，OW特征由在重寫之前的信號(hào)輸出與在重寫之后的剩余信號(hào)輸出之比來表示。表示分辨率的反磁化的半寬度dPW50是在通過對(duì)再現(xiàn)波形求微分而獲得的隔離波形的峰值高度的50％處的寬度(nm)。
以下是所制造的三個(gè)樣品。
通過以與實(shí)例1相同的方式在非磁性玻璃基片1上形成磁疇控制層2、軟磁性層3和籽晶層4來制造樣品1。
通過以與實(shí)例1相同的方式在非磁性玻璃基片1上形成磁疇控制層2、軟磁性層3、籽晶層4和第一墊層5來制造樣品2。
通過以與實(shí)例1相同的方式在非磁性玻璃基片1上僅形成籽晶層4來制造樣品3。
在樣品1的XRD(X射線衍射)圖形中，觀察2θ＝40至50度附近的寬圖形，除了弱峰以外沒有觀察到突出峰值，認(rèn)為所述弱峰由磁疇控制層引起、并在2θ＝40度附近。
對(duì)籽晶層4的平面結(jié)構(gòu)的TEM(透射電子顯微鏡)觀察示出，籽晶層4具有包括測量為小于或等于2nm的精細(xì)顆粒的微晶結(jié)構(gòu)。
使用TEM觀察樣品2的第一墊層5的平面結(jié)構(gòu)。
圖8示出平面結(jié)構(gòu)(放大1,000,000倍)。圖中的標(biāo)號(hào)71表示Pt顆粒，標(biāo)號(hào)72表示由Y2O3制成的非磁性陣列。
該圖示出這樣的結(jié)構(gòu)，即在非磁性陣列72中隔離平均顆粒尺寸為約6nm的Pt顆粒71，換句話說，非磁性陣列72包圍Pt顆粒71。在Pt顆粒71之間的平均距離是約2nm。
當(dāng)Pt顆粒71的最大尺寸是約9nm時(shí)，大多數(shù)Pt顆粒71的尺寸落入平均值的±1nm的范圍中。
使用VSM(振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))測量從樣品3切下的1平方cm的測試樣品，以確定在外部磁場最大為100Oe的情況下的靜磁特征。利用0.2T的Bs來驗(yàn)證軟磁性特征。
對(duì)比實(shí)例1如圖3所示，除了使用Ta作為材料來形成籽晶層4之外，以與實(shí)例1相同的方式制造磁記錄介質(zhì)B。
以與實(shí)例1相同的方式測量靜磁特征、晶體取向性和R/W特征。表1中示出了結(jié)果。
通過以與對(duì)比實(shí)例1相同的方式在非磁性玻璃基片1上形成磁疇控制層2、軟磁性層3、籽晶層4和第一墊層5來制造樣品4。
利用TEM觀察樣品4的第一墊層5的平面結(jié)構(gòu)。顆粒與陣列的模糊邊界所示的觀察表明對(duì)顆粒的不充分的隔離。當(dāng)平均顆粒尺寸是約6nm時(shí)，顆粒的最大尺寸是約10nm。顆粒尺寸分布在±2nm的范圍中，這表明樣品4在顆粒尺寸均勻性方面次于介質(zhì)A。
表1

從表1可以看出，盡管介質(zhì)A示出較大的矩形比RS，但是在實(shí)例1(介質(zhì)A)和對(duì)比實(shí)例1(介質(zhì)B)之間的矯頑力Hc沒有顯著的差異。在介質(zhì)A中表示晶體取向性的Δθ50的值較小，表明更好的取向性。
介質(zhì)A和介質(zhì)B示出相當(dāng)?shù)腛W值，但是介質(zhì)A示出更好的SNRm和dPW50的值。
從這些結(jié)果可以理解，盡管介質(zhì)B的磁記錄層由精細(xì)顆粒制成，但是在介質(zhì)A中，顆粒尺寸分散較少，并獲得了更好的取向性。認(rèn)為介質(zhì)A示出更好的特征，這部分由于籽晶層4具有軟磁特性，這導(dǎo)致了較少的無信號(hào)損耗。
從上述描述可以看出，介質(zhì)A具有較大的矩形比和較好的靜磁特征，關(guān)于R/W特征具有較高的分辨率和較大的S/N比。
當(dāng)通過使用Pd、Ru或Rh來代替在介質(zhì)A中所用的Pt來生成第一墊層5時(shí)，獲得RS的值為約0.9，SNRm的值比介質(zhì)A小0.2到0.3dB。這可以被看作為與介質(zhì)A的性能可比的性能。
當(dāng)通過使用NiNb、NiTaC、NiTaB或CoNiTa代替NiTa來生成籽晶層4時(shí)，獲得上述與介質(zhì)A的性能可比的性能。
當(dāng)通過使用NiFe、NiFeMo、NiFeCr、NiFeV或NiCo代替NiTa來生成籽晶層4時(shí)，在每種情況下獲得約0.8T的Bs。這樣顯著減少了無信號(hào)損耗，從而改善了dPW50。
實(shí)例2制造如圖2所示的磁記錄介質(zhì)。
在非磁性玻璃基片11上形成由Fe-10at％Ta-10at％C制成的軟磁性層12(200nm厚)。
然后形成由Ni-15at％Ta-15at％C制成的籽晶層13(8nm厚)(室壓為0.8帕)。
然后通過如下形成由Au-SiO2制成的第一墊層14(5nm厚)利用在同一平面中并排設(shè)置的Au靶和SiO2靶，并且重復(fù)將基片11從與該兩個(gè)靶中的一個(gè)相對(duì)的位置移動(dòng)到與另一個(gè)相對(duì)的位置的操作，以便交替濺射Au和SiO2(提供給Au靶上的直流電源是500W，提供給SiO2靶上的RF電源是1400W)。
然后對(duì)基片11加熱8秒鐘，以將其溫度升高到250℃。
然后在第一墊層14上形成由Ru-30at％Cr制成的第二墊層15(5nm厚)(室壓為3.0帕，并提供250W的直流電源)。
然后形成由Co-26at％Cr-12at％Pt-4at％B制成的弱磁性墊層16(10nm厚)(室壓為0.5帕，并提供100W的直流電源)。
然后形成由Co-18at％Cr-15at％Pt-1at％B制成的磁記錄層17(12nm厚)(室壓為0.6帕，并提供250W的直流電源)。
然后在磁記錄層17上形成由C制成的保護(hù)層18(7nm厚)(室壓為0.5帕，并提供1000W的直流電源)。
然后通過浸漬工藝在保護(hù)層18上施加由PFPE制成的潤滑劑，以形成潤滑層(1.3nm厚)，從而獲得磁記錄介質(zhì)C。
以與實(shí)例1相同的方式測量磁記錄介質(zhì)C的靜磁特征、晶體取向性和R/W特征，圖2中示出了結(jié)果。
通過以與實(shí)例2相同的方式在非磁性玻璃基片11上僅形成籽晶層13來制造樣品5。
通過以與實(shí)例2相同的方式在非磁性玻璃基片11上形成軟磁性層12、籽晶層13和第一墊層14來制造樣品6。
對(duì)樣品5的XRD圖形的觀察示出在接近2θ＝40到50度所觀察到的寬圖形，但是沒有觀察到尖峰。對(duì)籽晶層13的平面結(jié)構(gòu)的TEM觀察示出，籽晶層13具有包括測量為小于或等于2nm的精細(xì)顆粒的微晶結(jié)構(gòu)。
對(duì)于樣品6，利用TEM放大1,000,000倍地觀察第一墊層14的平面結(jié)構(gòu)，示出這樣的粒狀結(jié)構(gòu)，其中由SiO2制成的陣列包圍平均顆粒尺寸為約7nm的Au顆粒。Au顆粒之間的平均距離是約2nm。
利用VSM測量從樣品5切出的1平方cm的測量樣品，以確定靜磁特征，并且在施加高達(dá)1500kA/m的外部磁場時(shí)沒有示出磁化。從而獲得，樣品5是非磁性材料。
對(duì)比實(shí)例2除了如圖4所示沒有形成籽晶層13以外，以與實(shí)例2相同的方式制造磁記錄介質(zhì)D。
以與實(shí)例1相同的方式測量該介質(zhì)D的靜磁特征、晶體取向性和R/W特征，表2中示出了結(jié)果。
表2

從表2可以看出，實(shí)例2(介質(zhì)C)在靜磁特征、晶體取向性和R/W特征(SNRm)方面優(yōu)于對(duì)比實(shí)例2(介質(zhì)D)。
當(dāng)通過使用Ag或Cu代替介質(zhì)C中所使用的Au來制成第一墊層14時(shí)，在上述特征方面獲得了可以認(rèn)為與介質(zhì)C的性能相當(dāng)?shù)男阅堋?br> 當(dāng)通過使用Y2O3、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、MgO、TaC、TaN或ZrN代替SiO2來生成第一墊層14時(shí)，RS的值為約0.9，且SNRm為比介質(zhì)C的值低0.1到0.3dB。這可以認(rèn)為與介質(zhì)C的性能相當(dāng)。
當(dāng)通過使用NiNb、NiTaC、NiTaB或CoNiTa代替NiTa來制成籽晶層13時(shí)，上述特征與介質(zhì)C的特征相當(dāng)。
當(dāng)通過使用NiFe、NiFeMo、NiFeCr、NiFeV或NiCo代替NiTa來制成籽晶層13時(shí)，從XRD的衍射圖形發(fā)現(xiàn)，籽晶層13被形成為結(jié)晶結(jié)構(gòu)。因此，在籽晶層13以晶體結(jié)構(gòu)形成的情況下也改善了介質(zhì)D中的SNR。
當(dāng)通過使用NiFe、NiFeMo、NiFeCr或NiFeV代替NiTa來生成籽晶層13時(shí)，在每種情況下獲得約0.8T的Bs。這樣，顯著減少了無信號(hào)損耗，從而改善了dPW50。
實(shí)例3如圖5所示，除了在第一墊層5中使用Rh代替Pt以外，以與實(shí)例1相同的方式制造磁記錄介質(zhì)E。
以與實(shí)例1相同的方式測量該介質(zhì)E的靜磁特征、晶體取向性和R/W特征，表1示出了結(jié)果。
通過以與實(shí)例3相同的方式在基片1上形成磁疇控制層2、軟磁性層3、籽晶層4和第一墊層5來制造樣品7。
利用TEM對(duì)樣品7的第一墊層5的平面結(jié)構(gòu)觀察，示出粒狀結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，由SiO2制成的陣列包圍平均顆粒尺寸為約6nm的Rh顆粒。最大顆粒尺寸和最小顆粒尺寸分別為約9nm和約3nm，示出顆粒尺寸的變換比介質(zhì)A大。
如表1所示，實(shí)例3(介質(zhì)E)在SNRm方面優(yōu)于對(duì)比實(shí)例1(介質(zhì)B)，但是在dPW50方面次于實(shí)例1(介質(zhì)A)。
通過在第一墊層5的顆粒中使用Rh改善了介質(zhì)E的結(jié)晶度，但是稍微增加了顆粒尺寸的分散，且稍微降低了分辨率。
實(shí)例1和實(shí)例3的結(jié)果示出，在墊層陣列中使用Y2O3使得顆粒均勻且清晰，從而可以獲得能夠以更高密度進(jìn)行記錄的介質(zhì)。此外，使用Pt形成墊層中的顆粒，改善了磁記錄層的取向性，從而改善了分辨率。
實(shí)例4如圖6所示，除了沒有形成第二墊層6以外，以與實(shí)例1相同的方式制造磁記錄介質(zhì)F。
以與實(shí)例1相同的方式測量該介質(zhì)F的靜磁特征、晶體取向性和R/W特征，結(jié)果如表1所示。
通過以與實(shí)例4相同的方式在基片1上形成磁疇控制層2、軟磁性層3、籽晶層4和第一墊層5來制造樣品8。
利用TEM對(duì)第一墊層5的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，示出了粒狀結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，由Y2O3制成的陣列包圍平均顆粒尺寸為約6nm的Pt顆粒。這些顆粒與陣列的邊界沒有介質(zhì)A中的邊界清晰。
如表1所示，實(shí)例4(介質(zhì)F)在SNRm方面優(yōu)于對(duì)比實(shí)例1(介質(zhì)B)，但是在Δθ50和dPW50方面次于實(shí)例1(介質(zhì)A)。
認(rèn)為，在介質(zhì)F中，由于沒有形成第二墊層6，磁記錄層7的取向性略次，但是由于在第一墊層5中使用Pt-Y2O3，從而獲得了較好的SNRm。
從而，已經(jīng)示出，在墊層中使用Pt-Y2O3可以獲得能夠高密度記錄的介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；以及所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中，由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且所述非磁性陣列由包含Y2O3的材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述顆粒由包含選自于Pt、Pd、Ru和Rh中的至少一種元素的非磁性材料制成。
3.一種磁記錄介質(zhì)，包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；以及所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且所述非磁性陣列由包含選自于金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和半導(dǎo)體碳化物中的至少一種的材料制成，并且所述顆粒由包含選自于Au、Ag和Cu中的至少一種元素的材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述非磁性陣列是包含選自于SiO2、Y2O3、Cr2O3、Al2O3和Ta2O5中的至少一種的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中由包含Ru的材料制成的第二墊層被提供在所述墊層和所述磁記錄層之間。
6.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其中由包含Ru的材料制成的第二墊層被提供在所述墊層和所述磁記錄層之間。
7.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層包含選自于Fe、Co、Cr、V、Mo、Nb、Zr、W、Ta、B和C中的至少一種元素。
8.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層包含選自于Fe、Co、Cr、V、Mo、Nb、Zr、W、Ta、B和C中的至少一種元素。
9.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層具有大于或等于0.2T的飽和磁通密度Bs和小于或等于100(Oe)的矯頑力HC。
10.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述籽晶層具有大于或等于0.2T的飽和磁通密度Bs和小于或等于100(Oe)的矯頑力HC。
11.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述磁記錄層由包含金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的Co合金制成。
12.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述磁記錄層由包含金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的Co合金制成。
13.一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，所述介質(zhì)包括在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；以及所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且所述非磁性陣列由包含Y2O3的材料制成。
14.一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，其包括形成在非磁性基片上依次層疊的軟磁性層、籽晶層、墊層和磁記錄層，其中所述籽晶層由包含Ni的材料制成；以及所述墊層具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且所述非磁性陣列由包含選自于金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和半導(dǎo)體碳化物中的至少一種的材料制成，并且所述顆粒由包含選自于Au、Ag和Cu中的至少一種元素的材料制成。
15.一種磁記錄/再現(xiàn)裝置，其包括如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)、和磁頭。
16.一種磁記錄/再現(xiàn)裝置，其包括如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)、和磁頭。
全文摘要
一種具有磁記錄層的磁記錄介質(zhì)，該磁記錄層由具有改善取向性的精細(xì)晶粒制成。在非磁性基片1上依次形成軟磁性層3、籽晶層4、墊層5和磁記錄層7，其中籽晶層4由包含Ni的材料制成，墊層5具有顆粒隔離型結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中由非磁性材料制成的顆粒被隔離在非磁性陣列中，并且該非磁性陣列由包含Y
文檔編號(hào)G11B5/85GK1823371SQ20048001993
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月14日
發(fā)明者中村太, 及川壯一, 巖崎剛之, 前田知幸, 清水謙治, 酒井浩志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 昭和電工株式會(huì)社