專利名稱：：垂直磁記錄介質(zhì)及其制造方法以及磁記錄和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種用于硬盤驅(qū)動器或類似裝置中的垂直磁記錄介質(zhì)、一種制造該垂直磁記錄介質(zhì)的方法、和一種磁記錄和再現(xiàn)裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及到具有出色的記錄和再現(xiàn)特性的這樣一種記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
：目前，作為一種磁記錄和再現(xiàn)裝置的硬盤驅(qū)動器(HDD)的記錄密度以每年60%或更多的速度在增加，并且這種趨勢有望繼續(xù)。在這一點(diǎn)上，適合于高記錄密度的磁記錄頭和磁記錄介質(zhì)的開發(fā)在進(jìn)行中。當(dāng)前用于硬盤驅(qū)動器中的磁記錄介質(zhì)商品通常是縱向磁記錄介質(zhì)，其中，磁性層中的易磁化軸沿平行于基底的方向取向。這里所用的術(shù)語"易磁化軸"是指這樣一根軸，沿著這根軸磁化容易發(fā)生。在Co基合金的情形中，Co的hcp結(jié)構(gòu)的C軸為易磁化軸。在這樣一種縱向磁記錄介質(zhì)中，在高密度記錄狀態(tài)中，每比特磁性層的體積過分地減小，并且由于熱漲落的原因記錄和再現(xiàn)特性會受到損害。另外，在高密度記錄狀態(tài)中，由于在記錄位之間的邊界處所形成的去磁化場的緣故，記錄介質(zhì)的噪聲會增加。相反，在所謂的垂直磁記錄介質(zhì)中，磁性層中的易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是垂直于基底的方向取向，這種介質(zhì)能抵抗高密度記錄狀態(tài)中在記錄位之間的邊界處所形成的去磁化場的影響。因此，可以形成完全分離的磁疇，由此可以減小噪聲，并且甚至在高密度記錄的情形中比特體積(bitvolume)也可以增加。所以，垂直磁記錄介質(zhì)不受熱漲落的影響。由于這些特性有這樣的優(yōu)點(diǎn)，所以近年來垂直磁記錄介質(zhì)變得更加普遍，并且提出了適合于垂直磁記錄的記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)(參見，例如，專利文件1和2)。近年來，為了滿足對更高記錄密度的磁記錄介質(zhì)的需求，研究了單極型磁頭的使用，單極型磁頭在垂直磁性層上具有出色的寫入性能。為了適應(yīng)單極型磁頭，提出了一種磁記錄介質(zhì)(參見，例如，專利文件3)。在這種記錄介質(zhì)中，在作為記錄層的垂直磁性層和基底之間提供由軟磁性材料構(gòu)成的膜層(所謂的軟磁性襯層(SUL))，由此，單極型磁頭和磁記錄介質(zhì)之間的磁通轉(zhuǎn)移可以得到增強(qiáng)。專利文件1:日本專利申請?zhí)亻_7>開No.2003-187414專利文件2:日本專利申請?zhí)亻_7>開No.2003-67910專利文件3:日本專利申請?zhí)亻_公開No.2003-16820
發(fā)明內(nèi)容然而，上述專利文件3中所公布的具有軟磁性襯層(SUL)的磁記錄介質(zhì)呈現(xiàn)出較差的記錄和再現(xiàn)特性、熱信號損失抗性(thermalsignallossresistance)以及記錄分辨率。因此，需要產(chǎn)生一種上述這些特性都非常出色的磁記錄介質(zhì)。目前使用的一種方法是，將構(gòu)成磁性層的Co合金中的Pt含量增加到16到26at。/。，以便提高Co合金的Ku(磁性各向異性常數(shù))。然而，當(dāng)使用Pt含量很大的Co合金形成磁性層時，該磁性層中所含的磁性顆粒之間的相互作用會過分地增加，從而增加噪聲，這不適合高密度記錄。因此，對在垂直方向上能增加Ku并能抑制噪聲的磁性材料以及對呈現(xiàn)出這些特性的磁記錄介質(zhì)產(chǎn)生了需求。在這種情形下完成了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目標(biāo)是，提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)能保持出色的抗熱漲落性、能獲得出色的記錄和再現(xiàn)特性(特別是能減少介質(zhì)噪聲)、能在高信息密度下進(jìn)行記錄和再現(xiàn)。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是，提供一種制造這種記錄介質(zhì)的方法。本發(fā)明的再一個目標(biāo)是，提供一種磁記錄和再現(xiàn)裝置。為了解決前述的問題，本發(fā)明人進(jìn)行了廣泛的研究，并完成了下面的發(fā)明。(1)為解決上述問題的第一個發(fā)明涉及一種垂直磁記錄介質(zhì)，至少包括非磁性基底，在所M底上的對齊控制層，用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶體取向?qū)R，垂直磁性層，其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是基底的法向取向，以及保護(hù)層，其特征在于，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，并且至少由三層構(gòu)成；第一垂直磁性層，主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成，第二垂直磁性層，主要由CoCr合金構(gòu)成，以及第三垂直磁性層，主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成，這三層磁性層在所述基底上按所述順序?qū)盈B。(2)為解決上述問題的第二個發(fā)明涉及如(1)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層為顆粒層，而所述第二垂直磁性層和所述第三垂直磁性層都是非顆粒層。(3)為解決上述問題的第三個發(fā)明涉及如(1)或(2)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，形成所述第二垂直磁性層的CoCr合金的Cr含量為20at0"'j37at%。(4)為解決上述問題的第四個發(fā)明涉及如(1)到(3)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層是由Cr含量為5at。/。到28at。/。和Pt含量為10at%到20at%的材料構(gòu)成。(5)為解決上述問題的第五個發(fā)明涉及如(1)到(4)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第三垂直磁性層是由Cr含量為18at%到28at%和Pt含量為10at%到20at%的材料構(gòu)成。(6)為解決上述問題的第六個發(fā)明涉及如(1)到(5)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層是由含有從B、Ta、和Cu中選出來的總含量小于等于8at%的至少一種元素的材料構(gòu)成。(7)為解決上述問題的第七個發(fā)明涉及如(1)到(6)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第二垂直磁性層包含從Ta、Pt、B和Cu中選出來的至少一種元素，并且Cr和這些元素的總量為20at。/。到37at%。(8)為解決上述問題的第八個發(fā)明涉及如(1)到(7)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第三垂直磁性層包含從B、Nd、Ta、和Cu中選出來的至少一種元素，并且Cr、Pt和這些元素的總量小于等于40at。/。。(9)為解決上述問題的第九個發(fā)明涉及如(1)到(8)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)包括介于所述非磁性基底和所述對齊控制層之間由軟磁性材料構(gòu)成的軟磁性襯層。(10)為解決上述問題的第十個發(fā)明涉及如(9)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)包括介于所述非磁性基底和所述軟磁性襯層之間的硬磁層，其磁性各向異性基本上沿著縱向取向。(11)為解決上述問題的第十一個發(fā)明涉及如(10)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述硬磁層由包含CoSm合金或CoCrPtX(X:從Pt、Ta、Zr、Nb、Cu、Re、M、Mn、Ge、Si、O、N、和B中選出來的一種或多種元素)的材料構(gòu)成，其矯頑力大于等于500Oe(39.5kA/m)，并且磁化方向沿著所述基底的徑向?qū)R。(12)為解決上述問題的第十二個發(fā)明涉及如(1)到(11)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，在一個使用5到20Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第一垂直磁性層。(13)為解決上述問題的第十三個發(fā)明涉及如(1)到(12)所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，在一個使用O.l到1.5Pa賊射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第二垂直磁性層和所述第三垂直磁性層。(14)為解決上述問題的第十四個發(fā)明涉及一種磁記錄和再現(xiàn)裝置，包括垂直磁記錄介質(zhì)以及用來在所述垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信息和再現(xiàn)信息的磁頭，其特征在于，所述垂直磁記錄介質(zhì)為(1)到(13)中的任何一項(xiàng)所述的垂直磁記錄介質(zhì)。(15)為解決上述問題的第十五個發(fā)明涉及一種垂直磁記錄介質(zhì)的制造方法，所述垂直磁記錄介質(zhì)至少包括非磁性基底，在所述基底上的對齊控制層，用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶體取向?qū)R，垂直磁性層，其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是基底的法向取向，以及保護(hù)層，其中，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，并且至少由三層構(gòu)成；具體說這三層為，第一垂直磁性層，主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成，第二垂直磁性層，主要由CoCr合金構(gòu)成，以及第三垂直磁性層，主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成，這三層磁性層在所述基底上按上述順序?qū)盈B，其特征在于，在一個使用5到20Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第一垂直磁性層。(16)為解決上述問題的第十六個發(fā)明涉及如(15)所述的垂直磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，在一個使用O.l到1.5Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第二垂直磁性層和所述笫三垂直磁性層。以前，提出了一種層疊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由^^有氧化物或氮化物的顆粒結(jié)構(gòu)的垂直磁性層、以及非顆粒結(jié)構(gòu)的垂直磁性層所構(gòu)成，以便增強(qiáng)耐用性并抑制尖銳噪聲(參見，例如，日本專利特開y〉開No.2003-168207)。本發(fā)明的一個特征是，垂直磁性層至少由一層顆粒層和兩層非顆粒層(總共三層或更多層)構(gòu)成，以便進(jìn)一步增強(qiáng)常規(guī)層疊結(jié)構(gòu)垂直磁記錄介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)特性。在由一層顆粒層和一層非顆粒層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)的情形中，有l(wèi)艮if^明可以抑制尖銳噪聲并增強(qiáng)耐用性。然而，由于兩個磁性層之間的磁耦合效應(yīng)的緣故，記錄和再現(xiàn)時的介質(zhì)噪聲并沒有令人滿意地減小。根據(jù)本發(fā)明，在這兩層之間插入另外一個非顆粒層，從而提供一種至少有三層的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括顆粒層、非顆粒層(1)和非顆粒層(2)，這些層在基底上按該順序?qū)盈B。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使用這種結(jié)構(gòu)，顆粒層和非顆粒層(2)之間本來會發(fā)生的磁性耦合會通過非顆粒層(1)而得到削弱，從而可以防止磁性晶體顆粒的群體行為，導(dǎo)致介質(zhì)噪聲減小和SNR增加。圖l是一個剖面圖，顯示了本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的第一個實(shí)施例；圖2顯示了用來描述本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的特性的MH曲線；圖3顯示了用來描述本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的特性的另一條MH曲線；圖4是一個剖面圖，顯示了本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的第二個實(shí)施例；圖5是一個使用本發(fā)明所述垂直磁記錄介質(zhì)的示范性磁記錄和再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)；圖6是一個使用本發(fā)明所述垂直磁記錄介質(zhì)的示范性磁記錄和再現(xiàn)裝置的示意圖(顯示磁頭的平面圖)。具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的實(shí)施例。圖1顯示了本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的第一個實(shí)施例。所^記錄介質(zhì)包括非磁性基底l、以及在該基底上依次層疊的軟磁性襯層2、對齊控制層3、中間層4、第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6、第三垂直磁性層7、保護(hù)層8、潤滑層9。非磁性基底1可以是由諸如鋁或鋁合金等金屬材料制成的金屬基底，也可以是由諸如玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、或碳等非金屬材料構(gòu)成的非金可以用作基底的玻璃材料的例子有玻璃陶瓷和非晶玻璃。非晶玻璃的例子包括通常所用的鈉鈣玻璃、鋁系玻璃(aluminocateglass)和珪鋁酸鹽玻璃。玻璃陶瓷的例子包括含鋰玻璃陶瓷。陶瓷的例子包括主要含有氧化鋁、氮化鋁或氮化硅等的常用陶瓷，以及用纖維材料強(qiáng)化過的這種陶瓷。非磁性基底1可以由上述任何一種金屬或非金屬基底構(gòu)成，其中在這些基底上通過電鍍或?yàn)R射形成NiP層。在本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)中，在晶體取向?qū)R層3之下優(yōu)選提供軟磁性襯層2。軟磁性襯層2使磁頭所提供的磁通量相對于基底的垂直分量增加，并使信息記錄層(即，第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三磁記錄層7)的磁化更強(qiáng)烈地固定在非磁性基底1的法向方向上。特別是當(dāng)使用單極型垂直記錄磁頭作為記錄和再現(xiàn)信息的磁頭時，這些效應(yīng)更加顯著。上述軟磁性村層2由可以包含F(xiàn)e、Ni或Co的軟磁性材料構(gòu)成。這種材料的例子有，F(xiàn)eCo基合金(FeCo、FeCoV)、FeNi基合金(FeNi、FeMMo、FeNiCr、FeNiSi)、FeAl基合金(FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO)、FeCr基^ir(FeCr、FeCrTi、FeCrCu)、FeTa基合金(FeTa、FeTaC、FeTaN)、FeMg基合金(FeMgO)、FeZr基合金(FeZrN)、FeC基合金、FeN基合金、FeSi基合金、FeP基合金、畫b基合金、FeHf基合金、和FeB基合金?；蛘?，所述軟磁性材料可以是一種含有FeA10、FeMgO、FeTaN、FeZrN等微晶結(jié)構(gòu)的材料，其中Fe含量大于等于60at%，也可以是一種具有顆粒結(jié)構(gòu)的材料，其中微晶顆粒分散在基體中。.軟磁性村層2也可以由非晶Co合金構(gòu)成，其中含有大于等于80at%的Co以及從Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等元素中選出來的至少一種元素。優(yōu)選的Co合金的例子有，CoZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr、以及CoZrMo基合金。軟》茲性襯層2的矯頑力Hc優(yōu)選小于等于200Oe(更優(yōu)選為小于等于50Oe)。當(dāng)矯頑力Hc高于這個上限時，軟磁特性就會變差，并且再現(xiàn)信號波從方形波變?yōu)槠钡牟?，這是不希望看到的。軟磁性襯層2的飽和磁通密度Bs優(yōu)選大于等于0.6T(更優(yōu)選為大于等于1T)。當(dāng)Bs小于這個下限時，再現(xiàn)信號波從方形波變?yōu)槠钡牟?，這是不希望看到的。軟磁性襯層2的厚度優(yōu)選為20到400nm。當(dāng)厚度在這個范圍內(nèi)時，再現(xiàn)信號波就不會偏斜。軟磁性村層2的飽和磁通密度Bs(T)和軟磁性襯層2的厚度t(nm)之積Bst(Tnm)優(yōu)選大于等于20(Tnm)(更優(yōu)選為大于等于40(T.nm))。當(dāng)Bs't小于這個下限時，再現(xiàn)信號^bl偏斜的，并且OW特性受到損害，這是不希望看到的。對齊控制層3對其上面緊挨著的中間層4、第一垂直磁性層5、和第二垂直磁性層6的排列以及顆粒大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。對形成對齊控制層3的材料沒有特別的限制。然而，該材料優(yōu)選具有hcp結(jié)構(gòu)、fcc結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)。在這些材料中，特別優(yōu)選使用Ru基合金、Ni基合金、和Co基合金。在本實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)中，對齊控制層3的厚度優(yōu)選為0.5到40nm(更優(yōu)選為1到20nm)。當(dāng)對齊控制層3的厚度為0.5到40nm(更優(yōu)選為1到20nm)時，垂直磁性層5中磁化沿著垂直方向高度對齊，并且在記錄期間磁頭和軟磁性襯層2之間的距離可以被縮短，由此可以增強(qiáng)記錄和再現(xiàn)特性，同時不會減小再現(xiàn)信號的分辨率。當(dāng)厚度小于該下限時，在垂直磁性層5中磁化與垂直方向不太對齊，由此記錄和再現(xiàn)特性以及抗熱漲落性受到損害。反過來，當(dāng)厚度超過所述上限時，垂直磁性層5中的磁性顆粒大小增加，這可能會損害噪聲特性，這是不希望看到的。另外，在記錄期間磁頭和軟磁性襯層2之間的距離增加，導(dǎo)致再現(xiàn)信號或再現(xiàn)輸出的分辨率下降，這是不希望看到的。對齊控制層3的表面形貌很大程度上會影響垂直磁性層5和保護(hù)層6的表面形貌。所以，為了減小磁記錄介質(zhì)的表面粗糙度以及降低磁頭在記錄和再現(xiàn)期間的飛行高度，優(yōu)選將對齊控制層3的平均表面粗糙度Ra控制在2nm或更小。通過將Ra控制在2nm或更小，可以減小磁i己錄介質(zhì)的表面粗糙度，并可以充分地降低磁頭在記錄和再現(xiàn)期間的飛行高度，由此可以提高記錄密度。用于形成對齊控制層3的氣體可以含有氧氣和氮?dú)?。例如，在通過濺射形成膜層的情形中，要使用的處理氣體優(yōu)選由含有約0.05到50%體積百分比(更優(yōu)選為0.1到20%體積百分比)氧氣的氬氣組成，或由含有約0.01到20%體積百分比(更優(yōu)選為0.02到10%體積百分比)氮?dú)獾臍鍤饨M成。在對齊控制層3和第一垂直磁性層5之間提供中間層4。通過提供中間層4，可以增強(qiáng)第一垂直磁性層5和第二垂直磁性層6中的垂直對齊。因此，可以增加第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7的矯頑力，由此可以增強(qiáng)記錄和再現(xiàn)特性以及抗熱漲落性。中間層4優(yōu)選由具有hcp結(jié)構(gòu)的材料構(gòu)成。特別是，中間層4優(yōu)選由Ru、Ru合金、CoCr合金、CoCrXl合金、或CoXl合金(Xl:從Pt、Ta、Zr、Ru、Nb、Cu、Re、M、Mn、Ge、Si、O、N、和B中選出來的一種或多種元素)構(gòu)成。為了防止第一垂直磁性層5中的磁性顆粒的粗化所導(dǎo)致的對記錄和再現(xiàn)特性的損害，以及為了防止磁頭和軟磁性襯層2之間距離的增加所導(dǎo)致的記錄分辨率的降低，中間層4的厚度優(yōu)選小于等于20nm(更優(yōu)選為小于等于10nm)。在第一垂直磁性層5中，易磁化軸的取向?qū)嵸|(zhì)上U底的法向。該磁性層含有Co作為主要成份，并由一種至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成。優(yōu)選地，Cr的含量為5到28at%(更優(yōu)選為19到24at%),Pt的含量為10到20at%(更優(yōu)選為13到18at%)。當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫?中Cr的含量小于5at%時，磁性顆粒之間的所形成的顆粒邊界層會由于Cr的偏析而變得較薄，并且顆粒之間的磁性相互作用會增加，由此容易使磁性顆粒大小增加。因此，在記錄和再現(xiàn)期間噪聲會增加，從而不能獲得適合于高密度記錄的信噪比(S/N)。當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫?中的Cr含量超過28at。/。時，顆粒邊界層中Cr的偏析是不完全的，大量的Cr留在磁性顆粒中。因此，垂直方向上的矯頑力以及殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)趨于下降。另外，磁性顆粒的晶體對齊受到損害，并且垂直矯頑力(Hc-v)和縱向矯頑力(Hc-i)之比(Hc-v)/(Hc-i)會減小。當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫?中Pt的含量小于10at。/。時，不能獲得垂直磁性層所需的磁性各向異性常數(shù)(Ku),這導(dǎo)致磁化的熱不穩(wěn)定性，而當(dāng)Pt的含量大于20at。/。時，磁性層中Cr的偏析受到阻礙，并且在磁性層中形成一層fcc結(jié)構(gòu)，這可能會導(dǎo)致矯頑力的降低。所以，Pt含量優(yōu)選在上述的范圍內(nèi)。元素B、Ta和Cu能促進(jìn)磁性層中Cr的偏析，從而減小顆粒之間的磁性相互作用以及磁性顆粒的大小，由此在記錄和再現(xiàn)期間可以使噪聲減小。這些元素優(yōu)選加在第一垂直磁性層5中，總量小于等于8at。/。。當(dāng)總量超過8at。/。時，這些元素會留在磁性顆粒中，從而降低垂直矯頑力以及殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms),這是不希望看到的。第二垂直磁性層6可以由一種磁性材料構(gòu)成，例如CoCr合金(Cr含量20at%到37at%，優(yōu)選是25at%到35at%)。這樣一種合金可以進(jìn)一步包含非常少量的第三種元素，例如Pt、B、Ta、Nb、Zr、Mo、或Mn。第二垂直磁性層在剛形成的狀態(tài)中優(yōu)選呈現(xiàn)鐵磁性。前面所述的Cr含量的上限要考慮維持CoCr合金膜的鐵磁性來確定。當(dāng)Cr含量小于20at%時，第二垂直磁性層的飽和磁化強(qiáng)度增加，從而使第一垂直磁性層和第三垂直磁性層之間磁性鍵合的弛豫效應(yīng)不充分，這導(dǎo)致不能很好地改善記錄和再現(xiàn)特性。與第一垂直磁性層不同，笫二垂直磁性層優(yōu)選不含有氧化物、氮化物或類似的物質(zhì)。第三垂直磁性層7可以由一種磁性材料構(gòu)成，例如CoCrPt合金(Cr含量18at%到28at%，Pt含量10at%到20at%)。除了構(gòu)成垂直磁性層的第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7之外，還可以形成另外的垂直磁性層(4)和(5)，從而形成包含四層或更多層的層疊結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄層。當(dāng)垂直磁性層由四層或四層以上的磁性層構(gòu)成時，至少第一垂直磁記錄層(1)5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層這三層優(yōu)選呈現(xiàn)垂直磁性各向異性。除了前述材料外，笫三垂直磁性層也可以由任何下列磁性材料構(gòu)成CoCrPt基合金、CoCr基合金、CoCrPtB基合金、CoCrPtBNd基合金、CoCrPtCu基合金、Co基合金(例如CoCr或CoB)和Pd基合金(例如PdB)的疊層、非晶材料諸如TbFeCo、以及CoCrPtCu基材料。當(dāng)使用多層結(jié)構(gòu)時，可以在各磁性層之間插入由非磁性材料構(gòu)成的中間層。所述非磁性材料的例子包括，具有hcp結(jié)構(gòu)的非磁性金屬材料；以及具有bcc結(jié)構(gòu)、fee結(jié)構(gòu)或非晶結(jié)構(gòu)的非磁性金屬材料、金屬氧化物材料、和金屬氮化物材料。第一垂直磁性層5的厚度優(yōu)選為3到60nm(更優(yōu)選為5到40nm)。當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫?的厚度小于所述下限時，不能獲得足夠的磁通量，從而減小了再現(xiàn)輸出，而當(dāng)該垂直>茲性層5的厚度超過所述上限時，所述第一垂直磁性層5中的磁性顆粒會變粗，從而會損害記錄和再現(xiàn)特性，這是不希望看到的。如上所述，本發(fā)明中所用的垂直磁性層由具有顆粒結(jié)構(gòu)的第一垂直磁性層、典型的合金磁性薄膜所構(gòu)成的第二垂直磁性層、以及典型的合金磁性薄膜所構(gòu)成的第三垂直磁性層構(gòu)成，這些磁性層在基底上按所述順序?qū)盈B。在這里所用的第一垂直磁性層的"顆粒結(jié)構(gòu)，，這個術(shù)語是指這樣一種結(jié)構(gòu)，例如，該結(jié)構(gòu)由一種典型的合金(例如，CoCrPt基合金)薄膜構(gòu)成，其中有氧化物的微晶顆?；蚍蔷㈩w粒存在。通常，氧化物微顆粒*在合金相中。根據(jù)薄膜形成條件和材料的選擇，這些氧化物顆粒可以不*，而是圍繞在基合金晶體顆粒的周圍。除了加入穩(wěn)定的氧化物諸如Si02夕卜，還有另一種已知的技術(shù)。具體說，當(dāng)在預(yù)定條件下，在氧氣氣氛中由基合金形成薄膜時，會形成金屬氧化物薄膜。在這種情形中，所形成的薄膜具有一種結(jié)構(gòu)，其中^t有氧化物，即形成顆粒結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，可以使用通過任何技術(shù)所形成的顆粒結(jié)構(gòu)。下面描述前述包括至少三層的層疊磁性層的作用，這三層為顆粒層、非顆粒層、以及非顆粒層，這些層按此順序?qū)盈B。第一垂直磁性層為顆粒層，它作為磁記錄介質(zhì)中垂直磁記錄的主要記錄層。由于該薄膜具有顆粒結(jié)構(gòu)，所以磁性晶體顆粒之間的交換相互作用減輕了，從而可以抑制介質(zhì)噪聲。另一方面，晶體顆粒的獨(dú)立行為將矯頑力Hc提升到一個充分高的水平，但卻趨向于降低成核磁場Hn。在垂直磁記錄中，要求將Hn提升到某個水平，以便避免鄰近磁道的影響。第三垂直磁性層為非顆粒層，相對于第一垂直磁性層而言，它通常由飽和磁化強(qiáng)度Bs相對較高的材料構(gòu)成。通過將第三垂直磁性層直接層疊在第一垂直磁性層上，可以增強(qiáng)磁性晶體顆粒之間的相互作用，從而增加Hn。在這種情形中，容易發(fā)生Hc的減小和介質(zhì)噪聲的增加。因此，在本發(fā)明中，在第一垂直磁性層和第三垂直磁性層之間插入新的第二垂直磁性層，由此可以控制第一和第三垂直磁性層(1)和(3)之間的相互作用。從本發(fā)明要旨，即控制磁性相互作用的大小來看，第二垂直磁性層的飽和磁通密度Bs優(yōu)選比第三垂直磁性層的飽和磁通密度要小。通過合適地控制第二垂直磁性層的厚度，可以將磁性特性以及記錄和再現(xiàn)特性控制到某個程度。根據(jù)本發(fā)明，第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7這三層在層疊狀態(tài)中，殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85(優(yōu)選為大于等于0.95)。當(dāng)磁記錄介質(zhì)的Mr/Ms小于0.85時，反轉(zhuǎn)磁疇成核場會降低，導(dǎo)致抗熱漲落性變差，這是不希望看到的。根據(jù)本發(fā)明，第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7這三層在層疊狀態(tài)中的由活化體積(v)和飽和磁矩(Is)之積表示的活化磁矩(vlsb)為0.3x1015emu到0.8x1015emu(優(yōu)選的是0.4x1015emu到0.7x101Semu)。當(dāng)vlsb小于0.3x1015emu時，磁蔟大小過分減小，導(dǎo)致熱不穩(wěn)定性。在這種情形中，熱信號損失容易發(fā)生，這在磁記錄介質(zhì)中是不希望發(fā)生的。當(dāng)vlsb大于0.8x1(T1Semu時，在記錄和再現(xiàn)期間噪聲過分增加，從而不能獲得高密度記錄所需的信噪比(S/N)，這是不希望發(fā)生的。第一垂直磁性層、第二垂直磁性層和第三垂直磁性層這三層在層疊狀態(tài)中顯示出的垂直矯頑力(Hc-v)優(yōu)選大于等于2500Oe。當(dāng)》茲記錄介質(zhì)的矯頑力小于2500Oe時，該介質(zhì)不適合高密度記錄，并且其抗熱漲落性很差。由第一垂直磁性層、第二垂直磁性層和第三垂直磁性層構(gòu)成的三層在層疊狀態(tài)中顯示出的由垂直矯頑力(Hc-v)和縱向矯頑力(Hc-i)之比(Hc-v)/(Hc-i)所表示的垂直磁性各向異性優(yōu)選大于等于5。當(dāng)Hc-v/Hc-i小于5時，磁性層的晶體對齊很差，這意味著Co的易磁化軸(即C軸)與基底的法向沒有對齊。于是，矯頑力(Hc-v)、Mr/Ms比、以;5L良轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)趨向于減小。另外，磁化狀態(tài)是熱不穩(wěn)定的，由此導(dǎo)致熱信號損失以及記錄和再現(xiàn)期間的噪聲增加，這是不希望看到的。第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7中的每一層所顯示出的反轉(zhuǎn)》茲疇成核場(-Hn)優(yōu)選為0到2000Oe(更優(yōu)選為0到1500Oe)。反轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)小于0的磁記錄介質(zhì)具有很差的抗熱漲落性，這是不希望看到的。如圖2所示，反轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)可以在通過VSM或類似方法所獲得的MH曲線上來確定。具體說，當(dāng)外磁場在磁化飽和的水平上減小到零處的點(diǎn)用點(diǎn)"a"來表示，MH曲線上磁化為0的點(diǎn)用點(diǎn)"b"來表示，以及點(diǎn)"b"處的切線延長線和飽和磁化線的交點(diǎn)用點(diǎn)"c"來表示時，反轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)可以用點(diǎn)"c"與Y軸之間的距離(Oe)來表示。當(dāng)點(diǎn)"c"落在外磁場為負(fù)值的區(qū)域中時，反轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)呈現(xiàn)正值(參見圖2)，而當(dāng)點(diǎn)"c"落在外磁場為正值的區(qū)域中時，反轉(zhuǎn)磁疇成核場(-Hn)呈現(xiàn)負(fù)值(參見圖3)。在本說明書中，"沿著實(shí)質(zhì)上U底法向的方向?qū)R"是指這樣一種狀態(tài)，其中，通過例如VSM測量到的基底法向上的矯頑力大于在基底的縱向方向上測量到的矯頑力。保護(hù)層8能防止第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7的腐蝕，并能防止記錄介質(zhì)的表面在與磁頭接觸時受到的損傷。保護(hù)層可以由通常已知的含有碳、Si02、或ZK)2的材料構(gòu)成。從減小磁頭與介質(zhì)之間的距離以及從高密度記錄的角度看，保護(hù)層8的厚度優(yōu)選為1到10讓。潤滑劑9優(yōu)選為全氟聚醚、乙醇氟化物(fluorinatedalcohol)、羧酸氟化物(fluorinatedcarboxylicacid)等。本發(fā)明所迷的垂直磁記錄介質(zhì)至少包括非磁性基底、和在該基底上的對齊控制層(用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶^向?qū)R)、垂直磁性層(其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上U底的法向取向)、以及保護(hù)層，其特征在于，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，由一種至少包含Cr和Pt的材料構(gòu)成，其顯示出的垂直(相對于基底)殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85，并且其由活化體積與飽和磁矩之積所表示的活4匕磁矩(activationmagneticmoment)為0.3xio15emu到0.8x10_15emu。所以，磁記錄介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)特性的分辨率以及磁化的熱穩(wěn)定性可以得到增強(qiáng)，同時在記錄和再現(xiàn)期間不增加噪聲。下面將描迷具有上述層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)的示范性制造方法。在具有前迷層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)的制造中，通過賊射、真空氣相沉積、離子鍍等，在非磁性基底1上順序形成軟磁性村層2、對齊控制層3、中間層4、第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6、第三垂直磁性層7。隨后優(yōu)選通過等離子體CVD、離子束方法或?yàn)R射等形成保護(hù)層8。非磁性基底1可以是由諸如鋁或鋁合金等金屬材料制成的金屬基底，也可以是由諸如玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、或碳等非金屬材料構(gòu)成的非金可以用作基底的玻璃材料的例子有玻璃陶瓷和非晶玻璃。非晶玻璃的例子包括通常所用的鈉鈣玻璃、鋁系玻璃(aluminocateglass)和硅鋁酸鹽玻璃。玻璃陶瓷的例子包括含鋰玻璃陶瓷。陶資的例子包括主要含有氧化鋁、氮化鋁或氮化硅等的常用陶瓷，以及用纖維材料強(qiáng)化過的這種陶瓷。非磁性基底1可以由上述任何一種金屬或非金屬基底構(gòu)成，其中在這些基底上通過電鍍或?yàn)R射形成MP層。從在低飛行高度下進(jìn)行高密度記錄的角度看，非磁性基底的平均表面粗糙度Ra優(yōu)選小于等于2nm(20埃)，更優(yōu)選為小于等于lnm。從在低飛行高度下進(jìn)行高密度記錄的角度看，非磁性基底的表面微波故度Wa優(yōu)選小于等于0.3nm，更優(yōu)選為小于等于0.25nm。從磁頭的飛行穩(wěn)定性的角度看，至少非磁性基底的端面和側(cè)面之間的斜切面部分的表面粗糙度(Ra)優(yōu)選小于等于10nm(更優(yōu)選為小于等于9.5nm)?？梢酝ㄟ^例如表面粗糙度計(jì)(P-12,KLM-Tencor出品)來確定微波紋度(Wa)，作為80微米測量深度內(nèi)的平均表面粗糙度值。根據(jù)需要對非磁性基底進(jìn)行清洗，并將^t入薄膜形成裝置的腔內(nèi)。根據(jù)需要，通過例如加熱器將非磁性基底加熱到100到400*€。通過DC或RF磁控濺射在非磁性基底1上形成軟磁性襯層2、對齊控制層3、中間層4、第一垂直磁性層5、第二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7，'濺射耙的材料和形成組分層的材料相同。例如，在下列條件下通過濺射形成各層。將形成薄膜所用的腔室抽真空到IO"到l(T7Pa。將基底》文入腔室中，通過對引入的'減射氣體諸如Ar的放電來進(jìn)行濺射以形成薄膜。將輸入功率調(diào)節(jié)到0.2到2.0kW。通過控制放電時間和輸入功率，可以制造出具有希望厚度的薄膜。通過控制;改電時間和輸入功率，形成厚度優(yōu)選為30到400nm的軟磁性襯層2。優(yōu)選使用由軟磁性材料構(gòu)成的濺射靼來形成軟磁性襯層2，因?yàn)檐洿判砸r層容易形成。所述軟磁性材料的例子包括FeCo基合金(例如FeCo、FeCoV)、FeNi基合金(例如FeNi、FeMMo、FeMCr、FeNiSi)、FeAl基合金(例如FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO)、FeCr基合金(例如FeCr、FeCrTi、FeCrCu)、FeTa基合金(例如FeTa、FeTaC、FeTaN)、FeMg基合金(例如FeMgO)、FeZr基合金(例如FeZrN)、FeC基合金、FeN基合金、FeSi基合金、FeP基合金、FeNb基合金、FeHf基合金、FeB基合金、以及Fe含量大于等于60at%的Fe合金(FeAlO、FeMgO、FeTaN和FeZrN)。優(yōu)選軟磁性材料的例子包括，CoZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr以及CoZrMo基合金，這些材料具有非晶結(jié)構(gòu)，Co含量大于等于80at。/。，并且含有從Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等元素中選出來的至少一種元素。上述耙為通過熔化而形成的合金靶，或者為燒結(jié)的合金靶。在形成軟磁性村層2之后，通過控制放電時間和輸入功率形成厚度為0.5到40nm(優(yōu)選為1到20nm)的對齊控制層3。形成對齊控制層的濺射耙材料的例子包括Pd和Pd合金、Pt和Pt合金、Ru基合金、Ni基合金以及Co基合金。在形成對齊控制層3之后，在同樣的濺射條件下采用同樣材料的濺射靶形成厚度小于等于20nm的中間層4。靶材料的例子包括Ru和Ru基合金、Ni基合金、以及Co基合金。在形成中間層4之后，在同樣的'減射M下采用與磁性層材料同樣的材料所制成的賊射靶通過'減射形成厚度為3到40nm的第一垂直磁性層5。該濺射靼材料的例子包括，由分^t有氧化物顆粒的CoCrPt合金所構(gòu)成的CoCrPt畫Si02基材料和CoCrPt-Cr203基材料；CoCrPt合金，諸如CoCrPt基合金、CoCrPtNd基合金、CoCrPtBNd基合金、CoCrPtTaNd基合金、CoCrPtCuNd基合金、CoCrPtBCuNd基合金、CoCrPt基合金、CoCrPtB基合金、以及CoCrPtCu基合金；具有Pd基合金(例如PdB或Pd-Si02)的疊層材料；諸如TbFeCo的非晶材料；CoCrPtCu基材料。除了Cr和Pt之外，在扭材料中優(yōu)選還要加入從B、Ta和Cu中選出來的至少一種元素。一種垂直磁性層含有Co作為主要成份，并且由至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成，其垂直(相對于基底)殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和萬茲化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85，并且其由活化體積與飽和磁矩之積所表示的活化磁矩為0.3xl(Tlsemu到0.8xl(T15emu,該垂直磁性層在例如下面的濺射條件下形成。使用含有Co作為主要成份并且由至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成的材料作為靶。將形成薄膜所用的腔室抽真空到10"到10^Pa。將基底;^腔室中，通過對引入的諸如Ar的濺射氣體放電來進(jìn)行濺射以形成薄膜。將輸入功率調(diào)節(jié)到0.2到2.0kW。通過控制放電時間和輸入功率，可以制造出具有希望厚度的薄膜。優(yōu)選在5到20Pa(更優(yōu)選為5到15Pa)的'減射氣體壓強(qiáng)下形成第一垂直磁性層5。在形成第一垂直磁性層5之后，厚度小于等于10nm的笫二垂直磁性通過賊射形成。濺射靶材料的例子包括CoCr基合金。該CoCr合金的Cr含量約為20at%到37at%，優(yōu)選為25at%到30at%。除了Co和Cr外，第二垂直磁性層6還可以包括非常少量的從Ta、Pt、B和Cu中選出來的元素。Cr和這些附加元素的總量約為20at。/。到37at%。在形成第二垂直磁性層6之后，厚度小于等于10nm的第三垂直磁性通過'減射形成。賊射靶材料的例子包括CoCrPtB基合金。Cr含量約為18at%到28at%,Pt含量約為10at%到20at%。第三垂直磁性層還可以包含從B、Nd、Ta和Cu中選出來的至少一種元素。Cr和這些附加元素的總量約為40at。/。以下。在笫二垂直磁性層6和第三垂直磁性層7的形成過程中，濺射氣體壓強(qiáng)優(yōu)選為0.1Pa到1.5Pa。在形成所述各磁性層之后，通過已知的方法，諸如濺射、等離子體CVD或其組合，形成保護(hù)膜。保護(hù)膜可以由碳作為主要成份來形成。根據(jù)需要，通過浸蘸、旋涂或類似的方法，在保護(hù)層上施加由全氟聚醚構(gòu)成的含氟潤滑劑來形成潤滑層。在根據(jù)本發(fā)明所制造的垂直磁記錄介質(zhì)中，垂直磁性層含有Co作為主要成份，并且由至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成，其顯示出的垂直(相對于基底)殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85,并且其由活化體積與飽和磁矩之積所表示的活化磁矩為0.3x10-15emu到0.8xIO'15emu。所以，磁記錄介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)特性的分辨率以及磁化的熱穩(wěn)定性可以得到增強(qiáng)，同時在記錄和再現(xiàn)期間不增加噪聲。根據(jù)本發(fā)明中采用前述'減射靶制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法，容易制造一種磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)的特征在于，第一垂直磁性層5含有Co作為主要成份，并且由至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成，其顯示出的垂直(相對于基底)殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85，并且其由活化體積與飽和磁矩之積所表示的活化磁矩為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>.圖5顯示了使用上述垂直磁記錄介質(zhì)的示范性磁記錄和再現(xiàn)裝置。圖5所示的磁記錄和再現(xiàn)裝置11包括具有圖1所示層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)20、用來轉(zhuǎn)動垂直磁記錄介質(zhì)20的主軸電動機(jī)21、用來在垂直磁記錄介質(zhì)20上記錄信息和再現(xiàn)信息的磁頭22(參見圖6)、用來4吏磁頭22相對于磁記錄介質(zhì)20移動的磁頭致動器23、記錄和再現(xiàn)信號處理系統(tǒng)號傳輸?shù)酱蓬^22,以及對磁頭22所獲得的再現(xiàn)信號進(jìn)行處理以便將數(shù)據(jù)傳輸給外界。本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)所用的磁頭22可以是適合于高密度記錄的磁頭，該磁頭具有基于巨磁阻(GMR)的GMR元件作為再現(xiàn)元件。上i^t記錄和再現(xiàn)裝置11使用垂直磁記錄介質(zhì)20，所述垂直磁記錄介質(zhì)的特征在于，垂直磁性層含有Co作為主要成份，并且由至少含有Cr和Pt的材料構(gòu)成，其顯示出的垂直(相對于基底)殘留磁化強(qiáng)度(Mr)與飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之比(Mr/Ms)大于等于0.85，并且其由活化體積與飽和磁矩之積所表示的活化磁矩為0.3xl(T15emu到0.8xl(T15emu。所以，磁記錄介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)特性的分辨率以及磁化的熱穩(wěn)定性可以得到增強(qiáng)，同時在記錄和再現(xiàn)期間不增加噪聲。因此，所述磁記錄和再現(xiàn)裝置適合于高記錄密度。如上所述，垂直磁記錄介質(zhì)的實(shí)施例至少包括非磁性基底、以及在所述基底上的對齊控制層(用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶朱取向?qū)R)、垂直磁性層(其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上^底的法向取向)、以及保護(hù)層，其中，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，由第一垂直磁性層(主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成)、第二垂直磁性層(主要由CoCr合金構(gòu)成)、和第三垂直磁性層(主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成)至少這三層構(gòu)成，這三層磁性層在所述基底上按所述順序?qū)盈B。通過使用所述磁記錄介質(zhì)，第一垂直磁性層與第三垂直磁性層之間的磁性耦合被第二垂直磁性層所弱化，同時保持了出色的抗熱漲落性。因此可以減小介質(zhì)噪聲，同時保持高的鐵磁性。所以，可以制造具有增強(qiáng)的記錄和再現(xiàn)特性并且能夠以高密度來記錄和再現(xiàn)信息的垂直磁記錄介質(zhì)。在垂直磁記錄介質(zhì)中，廣泛地使用含有金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物的材料。磁記錄介質(zhì)中所采用的在CoCr基合金中加入Pt可以增加各向異性磁場能。此外，所加入的氧化物相包圍著磁性晶體顆粒，由此可以減小顆粒之間的交換相互作用，從而減小介質(zhì)噪聲。當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫佑蛇@樣的材料構(gòu)成時，就可以保證得到記錄層所需要的基本性能。當(dāng)?shù)谌怪贝判詫佑蒀oCrPtB基^^金薄膜構(gòu)成(已知這種薄膜在非顆粒薄膜中具有非常低的噪聲)時，可以防止不希望看到的噪聲的增加。第二垂直磁性層用來緩沖第一垂直磁性層和第三垂直磁性層之間的交換相互作用，要求它在磁性層中具有連續(xù)的外延晶體結(jié)構(gòu)。所以，在具有Co基六角密堆積結(jié)構(gòu)的Co基合金薄膜中，采用結(jié)晶性相當(dāng)高的CoCr基合金薄膜，以便不損害垂直磁性層的整個晶體結(jié)構(gòu)。圖4顯示了本發(fā)明所述的垂直磁記錄介質(zhì)的第二實(shí)施例。在非磁性基底1和軟磁性襯層2之間提供硬磁層10，在該硬磁層中，磁性各向異性實(shí)質(zhì)上沿縱向取向。硬磁層IO優(yōu)選由CoSm合金或CoCrPtX(X:從Pt、Ta、Zr、Nb、Cu、Re、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、和B中選出來的一種或多種元素)構(gòu)成。硬磁層10的矯頑力Hc優(yōu)選大于等于500Oe(更優(yōu)選為大于等于1000Oe)。硬磁層10的厚度優(yōu)選小于等于150nm(更優(yōu)選為小于等于70nm)。當(dāng)硬磁層10的厚度超過150nm時，對齊控制層3的平均表面粗糙度Ra會增加，這是不希望看到的。徑向?qū)R。于是，通過交換耦合軟磁性層2中的磁化方向與所述徑向?qū)R，并且用來進(jìn)行寫的磁場與該磁化方向垂直，由此，在記錄和再現(xiàn)期間的交換耦合狀態(tài)就更加穩(wěn)定。于是可以防止噪聲的產(chǎn)生，這是希望看到的。通過提供硬磁層10，可以有效地防止在軟磁性襯層2中形成巨磁疇。因此，可以防止由疇壁所引起的尖銳噪聲的產(chǎn)生，從而充分地減小記錄和再現(xiàn)期間的誤差率。為了調(diào)節(jié)硬磁層10中的對齊，可以在非磁性基底1和硬磁層10之間提供Cr合金材料或B2結(jié)構(gòu)的材料?？梢酝ㄟ^下述過程來制造具有上述層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)。首先，在非磁性基底1上形成硬磁層10，然后通過例如濺射在硬磁層10上形成軟磁性襯層2。隨后，根據(jù)需要對軟磁性襯層2的表面進(jìn)行氧化。在所述襯層上，通過例如濺射形成對齊控制層3、中間層4、以及垂直磁性層5。隨后，通過CVD、離子束方法、濺射、或類似的方法形成保護(hù)層6。最后，通過浸蘸、旋涂或類似的方法形成潤滑層7。硬磁層可以通過一種制造常規(guī)縱向各向異性介質(zhì)的方法來形成。例如，可以制造一種玻璃基底/NiAl合金層/CrMo合金層/CoCr合金層/CoCrPtB合金層的層疊結(jié)構(gòu)。對于已經(jīng)具有了保護(hù)層的磁記錄介質(zhì)，在該記錄介質(zhì)的徑向施加一個磁場，從而對硬磁層進(jìn)行徑向磁化。要施加的磁場的強(qiáng)度要使得硬磁層能充分達(dá)到磁性飽和。例如，磁場強(qiáng)度優(yōu)選為大于等于7卯，000A/m(10,000Oe)。[例子下面將通過例子來描述本發(fā)明的效果，不應(yīng)該理解為本發(fā)明被限制到這些例子上。(例l)將玻璃基底(OHARAINC.出品，外徑2.5英寸)進(jìn)行清洗，然后，將^UVDC磁控管'減射裝置(C-3010,ANELVA出品)的薄膜形成腔內(nèi)。將所述腔室抽真空到1xl(T5Pa。使用由89Co4Zr7Nb(Co:89at%，Zr:4at%，Nb:7at。/。)所構(gòu)成的靶，在基底溫度小于等于100匸的情況下通過'減射在玻璃基底上形成軟磁性襯層2(厚度100nm)。隨后，使用由Pd構(gòu)成的乾在軟磁性襯層上形成對齊控制層3(厚度6nm)。然后在這樣形成的Pd層上順序地使用由Ru構(gòu)成的耙形成中間層4(厚度20nm)、使用由CoCrPt-Si02(Si02(8mol)^ft在CoCrPt合金(Co:74at%,Cr:10at%，Pt:16at%)中)構(gòu)成的耙形成第一垂直磁性層5(厚度10nm)、使用由CoCr(Co:73at%，Cr:27at%)構(gòu)成的粑形成第二垂直磁性層6(厚度5nm)、使用由CoCrPtB(Cr:21at%，Pt:16at%，B:1at%)構(gòu)成的濺射靼形成第三垂直磁性層7(厚度4rnn)。在上述'減射步驟中，使用Ar作為濺射氣體來形成薄膜。形成第一垂直磁性層時的氣體壓強(qiáng)為10Pa，形成其它層時的氣體壓強(qiáng)為0.6Pa。隨后，通過CVD在其上形成保護(hù)層6(厚度5nm)，通過浸蘸的方法在保護(hù)層上形成全氟聚醚潤滑層7,從而制備出一種垂直磁記錄介質(zhì)。(例2)除了在形成第一垂直磁性層5和第二垂直磁性層6之后使用由CoCrPtB(Cr:21at%，Pt:16at%，B:1at%)構(gòu)成的濺射靼形成第三垂直磁性層(厚度5nm)之外，重復(fù)例l中的步驟，從而制備出一種磁記錄介質(zhì)。(例3和例4)除了改變第一垂直磁性層和第二垂直》茲性層的厚度外，重復(fù)例2中的步驟，從而制備出例3和例4中的磁記錄介質(zhì)。(對照例1)除了不形成第二垂直磁性層外，重復(fù)例l中的步驟，從而制備出對照例1中的磁記錄介質(zhì)。(對照例2)除了不形成第二垂直磁性層外，重復(fù)例2中的步驟，從而制備出對照例2中的磁記錄介質(zhì)。(對照例3和對照例4)制備對照例3和4中的磁記錄介質(zhì)，其中不形成第二垂直磁性層。其它條件與例3和4中所用的條件相同。通過振動樣品磁強(qiáng)計(jì)(vibratingsamplemagnetometer)，對例1到例4以及對照例1到對照例4中制備的磁記錄介質(zhì)的磁特性進(jìn)行評估。通過讀寫分析器RWA1632(GUZIK出品)和旋轉(zhuǎn)臺S1701MP來測量記錄和再現(xiàn)特性。由使用巨磁阻(GMR)元件作為讀出部分的復(fù)合薄膜磁記錄頭來評估讀寫特性。在測量中，以500kFCI的線性記錄密度來進(jìn)行記錄。表1顯示了例1到例4和對照例1到對照例4中所用的條件以及結(jié)果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>如從表l所清楚看到的，記錄和再現(xiàn)特性，特別是SNR和OW，相當(dāng)程度上依賴于第二垂直磁性層的存在。這里所用的"SNR"是指在預(yù)定條件下進(jìn)行的記錄和再現(xiàn)期間所獲得的輸出/介質(zhì)噪聲之比。SNR值越高，記錄介質(zhì)的性能就越高。SNR通常用dB為單位來表示。"OW"是指初始頻率成份的信號輸出與覆寫頻率成份的信號輸出之比(dB)，其中，再現(xiàn)信號是在以某個頻率記錄信息來覆蓋以一個不同頻率記錄的信息之后獲得的。OW值越高，記錄介質(zhì)的性能就越高。在垂直磁記錄介質(zhì)的情形中，當(dāng)初始信號為較高的頻率而覆寫信號為較低的頻率時，就實(shí)行了苛刻的記錄條件。上述測量就是在上述條件下進(jìn)行的。(例5到8)在例5到8中，每個樣品的垂直磁性層5使用由CoCrPtCu-Si02(Si02(8mol)^t在CoCrPtCu合金(Co:70at%，Cr:10at%，Pt:16at%，Cu:4at%)中)構(gòu)成的靶來制備。其它條件與例1到4中所使用的條件相同。以類似于例1到4中所采用的方式來評估這樣制備的記錄介質(zhì)。結(jié)果示于表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>如由表2中清楚看到的，甚至在第一垂直磁性層中加入Cu時，也類似地獲得了第二垂直磁性層的插入效果。在例9到12的樣品的制備中，使用由CoW(Co:50at%，W:50at%)、CrMo(Cr:80at%，Mo:20at%)和CoCrPtB(Co:64at%，Cr:21at%，Pt:16at%，B:1at%)構(gòu)成的濺射靶在軟磁性層下形成硬磁層(CoCrPtB/CrMo)。其它條件與例1到4中所用的條件相同。在上述樣品中，硬磁層由基底上的按如下順序的CoW(20nm)、CrMo(20nm)、和CoCrPtB(30nm)構(gòu)成。這些樣品用類似于例1到4中的方式來評估。結(jié)果示于表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>M3中清楚看到，在軟磁層下形成硬磁層不會大大地影響本發(fā)明的效果。(例13到16)除了垂直磁性層2中的Cr含量改變?yōu)?5at%、20at%、37at%和40at。/。之外，進(jìn)行例2中的步驟，從而分別得到例13到16的樣品。這些樣品采用類似于例1和對照例1中的方式進(jìn)行評估。結(jié)果示于表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>>M^4中清楚看到，當(dāng)?shù)诙怪贝判詫拥腃r含量為20at。/。到37at%時，記錄和再現(xiàn)特性得到了增強(qiáng)。(例17到20)除了在形成第一垂直磁性層期間改變?yōu)R射氣體壓強(qiáng)之外，重復(fù)例2中的步驟，從而制備出例17到20的樣品。這些樣品采用類似于例1中的方式進(jìn)行評估。這些例子中在形成第一垂直磁性層期間所使用的濺射氣體壓強(qiáng)以及評估結(jié)果示于表5。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>中清楚看到，形成第一垂直磁性層期間的濺射氣體壓強(qiáng)約為5Pa到20Pa。(例21到24)除了在形成第二垂直磁性層期間改變'減射氣體壓強(qiáng)之外，重復(fù)例2中的步驟，從而制備出例21到24的樣品。這些樣品采用類似于例1中的方式進(jìn)行評估。這些例子中在形成第二垂直磁性層期間所使用的賊射氣體壓強(qiáng)以及評估結(jié)果示于表6。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>中清楚看到，形成第二垂直磁性層期間的濺射氣體壓強(qiáng)約為0.1Pa到1.5Pa。(例25和26)除了笫一垂直磁性層中的Cr含量改變?yōu)?at。/。和30at。/。之外，重復(fù)例2中的步驟，從而得到例25到26的樣品。對例2、25和26中的樣品的磁性特性和讀寫特性進(jìn)行比較。表7顯示了這些結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>從表7中清楚看到，當(dāng)?shù)谝淮怪贝判詫又械腃r含量為4at%和29at%時，靜磁特性和讀寫特性受到損害。(例27和28)除了第三垂直磁性層中的Cr含量改變?yōu)?7at。/。和30at。/。之外，重復(fù)例2中的步驟，從而得到例27到28的樣品。對例2、27和28中的樣品的磁性特性和讀寫特性進(jìn)行比較，表8顯示了這些結(jié)果。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>從表8中清楚看到，當(dāng)?shù)谌怪贝判詫又械腃r含量為17at%和29at%時，在各個特性中，讀寫特性受到損害。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明提供了一種垂直磁記錄介質(zhì)，它至少包括非磁性基底、以及在所g底上的對齊控制層(用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶體取向?qū)R)、垂直磁性層(其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上U底的法向取向)、以及保護(hù)層，其特征在于，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，由第一垂直磁性層(主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成)、第二垂直磁性層(主要由CoCr合金構(gòu)成)、和第三垂直磁性層(主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成)至少這三層構(gòu)成，這三層磁性層在所迷基底上按所述順序?qū)盈B。采用所述磁記錄介質(zhì)，第一垂直磁性層與第三垂直磁性層之間的磁性耦合被笫二垂直磁性層所弱化，同時保持了出色的抗熱漲落性。因此可以減小介質(zhì)噪聲，同時保持高的鐵磁性。所以，可以制造具有增強(qiáng)的記錄和再現(xiàn)特性并且能夠以高密度來記錄和再現(xiàn)信息的垂直磁記錄介質(zhì)。權(quán)利要求1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括非磁性基底；在所述基底上的對齊控制層，用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶體取向?qū)R；垂直磁性層，其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是基底的法向取向；以及保護(hù)層，其中，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，并且包括第一垂直磁性層，主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成，第二垂直磁性層，主要由CoCr合金構(gòu)成，以及第三垂直磁性層，主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成，這三層磁性層按上述順序?qū)盈B在所述基底上。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層為顆粒層，而所述第二垂直磁性層和所述第三垂直磁性層都是非顆粒層。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，形成所述第二垂直磁性層的CoCr合金的Cr含量為20at%到37at%。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層是由Cr含量為5at%到28at%和Pt含量為10at。/。到20at%的材料構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第三垂直磁性層是由Cr含量為18at%到28at%和Pt含量為10at%到20at°/。的材料構(gòu)成。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第一垂直磁性層是由含有從B、Ta、和Cu中選出來的總含量小于等于8at。/。的至少一種元素的材料構(gòu)成。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第二垂直磁性層包含從Ta、Pt、B和Cu中選出來的至少一種元素，并且Cr和這些元素的總量為20at%到37at%。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述第三垂直磁性層包含從B、Nd、Ta、和Cu中選出來的至少一種元素，并且Cr、Pt和這些元素的總量小于等于40at%。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，還包括介于所述非磁性基底和所述對齊控制層之間由軟磁性材料構(gòu)成的軟磁性襯層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的垂直磁記錄介質(zhì)，還包括介于所述非磁性基底和所述軟磁性襯層之間的硬磁層，其磁性各向異性基本上沿著縱向取向。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，所述硬磁層包含CoSm合金或CoCrPtX(X:從Pt、Ta、Zr、Nb、Cu、Re、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、和B中選出來的一種或多種元素)，具有500Oe(39.5kA/m)或更大的矯頑力，并且其磁化方向沿著所述基底的徑向?qū)R。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，在使用5到20Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第一垂直磁性層。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中，在使用0.1到1.5Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第二垂直磁性層和所述第三垂直磁性層。14.一種磁記錄和再現(xiàn)裝置，包括垂直磁記錄介質(zhì)以及用來在所述垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信息和再現(xiàn)信息的磁頭，其中，所述垂直磁記錄介質(zhì)為權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)。15.—種垂直磁記錄介質(zhì)的制造方法，所述垂直磁記錄介質(zhì)包括非磁性基底；在所述基底上的對齊控制層，用來使緊接其上設(shè)置的層中的晶體取向?qū)R；垂直磁性層，其中，易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是基底的法向取向；以及保護(hù)層，其中，所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，并且包括第一垂直磁性層，主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物構(gòu)成，第二垂直磁性層，主要由CoCr合金構(gòu)成，以及第三垂直磁性層，主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成，這三層磁性層按上述順序?qū)盈B在所述基底上，其中，在使用5到20Pa濺射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第一垂直磁性層。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的垂直磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，在使用0.1到1.5Pa賊射氣體壓強(qiáng)的薄膜形成步驟中形成所述第二垂直磁性層和所述第三垂直磁性層。全文摘要本發(fā)明提供一種用于硬盤驅(qū)動器或類似裝置中的垂直磁記錄介質(zhì)、一種制造該垂直磁記錄介質(zhì)的方法、和一種磁記錄和再現(xiàn)裝置。所述記錄介質(zhì)具有出色的記錄和再現(xiàn)特性，它至少包括非磁性基底、對齊控制層、垂直磁性層以及保護(hù)層，其中，該垂直磁性層的易磁化軸沿著實(shí)質(zhì)上是基底的法向取向。所述垂直磁性層包含Co作為主要組分，并且至少由三個磁性層構(gòu)成，即，主要由至少包含Cr、Pt的材料和一種金屬氧化物或半導(dǎo)體氧化物所構(gòu)成的第一垂直磁性層、主要由CoCr合金構(gòu)成的第二垂直磁性層、以及主要由CoCrPtB基合金構(gòu)成的第三垂直磁性層。文檔編號G11B5/66GK101194306SQ200680020799公開日2008年6月4日申請日期2006年6月7日優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日發(fā)明者岡正裕申請人:昭和電工株式會社