專利名稱：：垂直磁記錄介質(zhì)、其制造方法以及磁記錄/再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及磁記錄介質(zhì)、制造該磁記錄介質(zhì)的方法、以及設(shè)置有該磁記錄介質(zhì)的磁記錄再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，諸如磁盤裝置、軟盤裝置以及磁帶裝置的磁記錄裝置被廣泛地使用，并且其重要性日益增加。磁記錄裝置的磁記錄介質(zhì)的記錄密度被極大地提高。尤其是，因?yàn)镸R磁頭和PRML技術(shù)的發(fā)展，面記錄密度越來(lái)越大。最近，已經(jīng)開發(fā)了GMR磁頭和TuMR磁頭，并且面記錄密度以約每年100%的速率增加。對(duì)于進(jìn)一步提高磁記錄介質(zhì)中的記錄密度的需求仍然日益增加，因此，迫切需要具有更高矯頑力和更高的信噪比(SNR)、以及更高分辨率的磁性層。在至今被廣泛使用的縱向磁記錄介質(zhì)中，自退磁效應(yīng)變得更顯著，即，伴隨著線記錄密度的增加，在磁轉(zhuǎn)變(magnetictransition)區(qū)域中的相鄰磁疇呈現(xiàn)彼此抵消磁化的作用。為了使自退磁效應(yīng)最小化，必須減小磁記錄層的厚度以增強(qiáng)形狀磁各向異性。然而，隨著磁記錄層厚度的減小，用于保持磁疇的能量勢(shì)壘的量值近似為熱能的量值，因此，出現(xiàn)熱波動(dòng)，即，由于溫度的影響，所記錄的磁化減弱。據(jù)說(shuō)該不希望的現(xiàn)象為線記錄密度設(shè)置了上限。最近，已經(jīng)提出了反鐵磁耦合(AFC)介質(zhì)作為解決縱向磁記錄介質(zhì)中的線磁記錄密度受到限制的問(wèn)題的手段，該問(wèn)題是由發(fā)熱時(shí)磁化減弱而引起的。垂直磁記錄介質(zhì)因作為一種提高面磁記錄密度的手段而受到廣泛關(guān)注。垂直磁記錄介質(zhì)的特征在于，在與磁記錄介質(zhì)的主表面垂直的方向上發(fā)生磁化，這與其中在面內(nèi)方向上發(fā)生磁化的常規(guī)縱向磁記錄介質(zhì)不同。由于該特性，可以避免遇到成為提高縱向磁記錄介質(zhì)的線記錄密度的障礙的不希望的磁化抵消作用，并且可以進(jìn)一步提高磁記錄密度。此外，磁記錄層的厚度可以保持在特定的水平，由此可以使常規(guī)縱向磁記錄介質(zhì)所遇到的由發(fā)熱導(dǎo)致的磁化減弱的問(wèn)題最小化。在制造垂直磁記錄介質(zhì)時(shí)，通常，在非磁基底上依次形成下墊層(underlayer),中間層、磁記錄層以及保護(hù)層(overcoat)。此外，在最上面的保護(hù)層上通常形成潤(rùn)滑層。在許多磁記錄介質(zhì)中，在下墊層之下形成被稱為軟磁性層的磁性層。為了改善磁記錄層的特性，更具體而言，為了提供所希望的晶體取向和控制磁記錄層中的磁晶體的形狀，形成下墊層和中間層。為了制造具有高記錄密度和改善的磁特性的垂直磁記錄介質(zhì)，磁記錄層的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒的離散(discretion)或去耦合(decoupling)、以及粒徑的精細(xì)化(refinementofgraindiameter)是重要的。在垂直磁記錄介質(zhì)中，磁記錄層的晶體結(jié)構(gòu)通常為六方密堆(hep)結(jié)構(gòu)。在該晶體結(jié)構(gòu)中，(002)晶面平行于基底表面，也就是，晶體c軸(即，軸)被設(shè)置在具有最小干擾的垂直方向上，由此增強(qiáng)了在垂直方向上給出的信號(hào)的強(qiáng)度。此外，當(dāng)磁記錄層中的晶粒變得更離散且交換耦合被打斷時(shí)，可以使從高密度記錄再現(xiàn)時(shí)的噪聲最小化。作為用于磁記錄層的材料，例如，已使用諸如CoCrPt的合金靶，其已與氧化硅和/氧化鈦組合(例如，參見下面的專利文件1)。使用這樣的合金靶形成的磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)，其中由非磁性氧化硅和/或氧化鈦構(gòu)成的晶界包圍具有hep結(jié)構(gòu)的CoCrPt晶粒。在該粒狀結(jié)構(gòu)中，可以實(shí)現(xiàn)良好的晶體取向和良好的晶粒精細(xì)化以及晶粒離散。在鈷磁性材料中并入的作為晶界材料的硅和鈦呈現(xiàn)出比鈷磁性材料更大的用于氧化的自由能變化，因此，這些元素的氧化物抑制了鈷的不希望的氧化(即，防止或最小化了磁性的劣化)(例如，參見下面的專利文件2)。因此，氧化硅和氧化鈦具有抑制鈷氧化并由此防止磁矩減小的作用。然而，包含在CoCrPt顆粒中的氧化硅和氧化鈦對(duì)磁晶粒的取向和磁晶粒的離散施加了不希望的影響，這導(dǎo)致噪聲的增大。因此，為了提供具有進(jìn)一步改善的記錄和再現(xiàn)特性的磁記錄介質(zhì)，需要進(jìn)一步增強(qiáng)磁晶粒的離散和晶體粒徑的精細(xì)化以及垂直取向。因此，迫切希望可以簡(jiǎn)單地制造具有進(jìn)一步改善的記錄和再現(xiàn)特性的磁記錄介質(zhì)。專利文件1JP2004-327006A專利文件2JP2006_164440A
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題考慮到上述
背景技術(shù)：
，本發(fā)明的主要目的為提供一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于，在垂直磁記錄層中呈現(xiàn)出增強(qiáng)的磁晶粒的離散或去耦合性、增強(qiáng)的晶體粒徑的精細(xì)化、以及良好的垂直取向，由此，其特征在于，能夠以高密度記錄和再現(xiàn)信息。本發(fā)明的另一目的為提供一種制造具有上述有益特征的磁記錄介質(zhì)的方法。本發(fā)明的又一目的為提供一種設(shè)置有具有上述有益特征的磁記錄介質(zhì)的磁記錄再現(xiàn)裝置。解決問(wèn)題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供了以下磁記錄介質(zhì)、用于制造該磁記錄介質(zhì)的以下方法以及以下磁記錄再現(xiàn)裝置。(1)一種垂直磁記錄裝置，其至少包括形成在非磁性基底上的軟磁性層、下墊層、中間層以及垂直磁記錄層，其特征在于，所述垂直磁記錄層包括至少一個(gè)磁性層，該一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)包括主要由鈷構(gòu)成的鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的晶界，其中所述鐵磁晶粒還包含釕。(2)根據(jù)上述(1)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中釕在所述鐵磁晶粒中的含量在1原子％到15原子％的范圍內(nèi)。(3)根據(jù)上述(1)或(2)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)或多個(gè)磁性層中所包含的所述氧化物為選自Si、Ti、Ta、Cr、Al、W、Nb以及Ru的氧化物中的至少一種氧化物。(4)根據(jù)上述(1)到(3)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)或多個(gè)磁性層中所包含的所述氧化物的總量在2摩爾(mole)%到20摩爾％的范圍內(nèi)。(5)根據(jù)上述(1)到(4)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述磁晶粒具有范圍為3nm到12nm的平均粒徑。(6)根據(jù)上述(1)到(5)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的每一個(gè)的厚度在Inm到20nm的范圍內(nèi)；所述磁性層的總厚度在2nm到40nm的范圍內(nèi)。(7)根據(jù)上述(1)到(6)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述軟磁性層具有軟磁性非晶或微晶結(jié)構(gòu)。(8)一種制造根據(jù)上述(1)到(7)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)的方法，包括通過(guò)濺射靶材料形成所述垂直磁記錄層的步驟，所述靶材料包括氧化物材料和至少包含鈷的鐵磁材料，其中所述鐵磁材料和所述氧化物材料中的至少一種包含釕。(9)一種具有垂直磁記錄介質(zhì)和磁頭的磁記錄再現(xiàn)裝置，其中所述磁頭用于在所述磁記錄介質(zhì)中記錄和再現(xiàn)信息，其特征在于，所述垂直磁記錄介質(zhì)為根據(jù)上述(1)到(7)中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，提供了一種垂直磁記錄介質(zhì)，其具有垂直磁記錄層，在該垂直磁記錄層中，hep結(jié)構(gòu)的晶體C軸垂直于基底的表面取向并具有最小化的角度變化，并且構(gòu)成垂直磁記錄層的鐵磁晶粒具有極小的平均粒徑，這極大提高了記錄密度特性。圖1為示例出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的一個(gè)實(shí)例的橫截面圖；以及圖2為根據(jù)本發(fā)明的磁記錄_再現(xiàn)裝置的實(shí)例的示意性示例。參考標(biāo)號(hào)1非磁性基底2軟磁性層3下墊層4中間層5垂直磁記錄層6保護(hù)層10磁記錄介質(zhì)11介質(zhì)驅(qū)動(dòng)部件12磁頭13磁頭驅(qū)動(dòng)部件14記錄-再現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)具體實(shí)施例方式下面將參考附圖更具體地描述本發(fā)明。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)10(下文中在適宜時(shí)稱為“磁記錄介質(zhì)”)具有多層結(jié)構(gòu)，其至少包括軟磁性層2；下墊層3和中間層4，其構(gòu)成具有控制形成在其上的層的取向的功能的取向控制層；垂直磁記錄層5(下文中在適宜時(shí)稱為“磁記錄層”)，其中易磁化軸(即，晶體c軸)在與基底1的表面近似垂直的方向上取向；以及可選的保護(hù)層6，以上這些層依此順序在基底1上形成。垂直磁記錄層5包括至少一個(gè)磁性層，該一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)具有包括鐵磁晶粒和由非磁氧化物構(gòu)成的晶界的粒狀結(jié)構(gòu)。不特別地限制在根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中使用的非磁性基底，只要該基底由非磁材料構(gòu)成，作為其特定的實(shí)例，可以提到例如主要由鋁構(gòu)成的鋁合金基底，例如Al-Mg合金基底；以及由常規(guī)鈉玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、非晶玻璃、硅、鈦、陶瓷、藍(lán)寶石、石英以及樹脂制成的基底。在這些基底當(dāng)中，廣泛使用鋁合金基底和諸如晶化玻璃基底和非晶玻璃基底的玻璃基底。對(duì)于玻璃基底，優(yōu)選使用鏡面拋光的玻璃基底和例如Ra<1埃的低表面粗糙度(Ra)玻璃基底。基底可以在一定程度上被紋理化。在制造磁記錄介質(zhì)的方法中，通常清洗然后干燥基底，也就是，清洗并干燥基底，以確保充分的層間粘附性?？梢杂盟M(jìn)行清洗。還可以采用蝕刻(即，反濺射)進(jìn)行清洗?；椎某叽绮皇芴貏e限制。下面將解釋磁記錄介質(zhì)中的各層。在許多垂直磁記錄介質(zhì)中廣泛使用軟磁性層。軟磁性層具有這樣的功能，當(dāng)在磁記錄介質(zhì)中記錄信號(hào)時(shí)，從磁頭傳導(dǎo)記錄磁場(chǎng)并且以增強(qiáng)的效率對(duì)磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層施加垂直磁記錄場(chǎng)。不特別地限制用于軟磁性層的材料，只要其具有軟磁特性，作為其具體實(shí)例，可以提到FeCo合金、CoZrNb合金以及CoTa&合金。軟磁性層優(yōu)選具有非晶或微晶結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榭梢詼p小表面粗糙度(Ra)，由此可以使磁頭的升高(lift-up)最小化，從而更好地改善記錄密度特性。軟磁性層為單層或由兩個(gè)或更多的層構(gòu)成的多層。其一個(gè)實(shí)例具有多層結(jié)構(gòu)，其中諸如Ru的非磁性材料的極薄膜被夾在兩個(gè)軟磁性層之間，即，具有Ru間隔層的反鐵磁耦合(AFC)層。依賴于磁記錄層的記錄/再現(xiàn)特性與其OW特性之間的平衡，來(lái)適宜地確定一個(gè)或多個(gè)軟磁性層的總厚度，而所述一個(gè)或多個(gè)軟磁性層的總厚度通常在約20nm到120nm的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)中，在軟磁性層上形成取向控制層，該取向控制層具有控制磁記錄層的取向的功能。取向控制層具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括在軟磁性層上依次形成的下墊層和中間層。下墊層由例如鉭構(gòu)成或由具有能夠在(111)晶面取向的fee結(jié)構(gòu)的金屬或金屬合金(例如，Ni、Ni-Nb、Ni-Ta、Ni-V、Ni-W、NiFe和Pt)構(gòu)成。即使在軟磁性層具有非晶或微晶結(jié)構(gòu)的情況下，表面粗糙度(Ra)有時(shí)會(huì)依賴于軟磁性層的材料以及軟磁性層形成條件而增大，因此，可以在軟磁性層與取向控制層之間形成非磁性非晶層來(lái)減小Ra并改善磁記錄層的晶體取向。在下墊層上形成的中間層包括優(yōu)選具有形式類似于磁記錄層的hep結(jié)構(gòu)的材料，該材料通常選自Ru和Re及其合金。中間層用于控制磁記錄中的取向，因此即使該材料不具有hep結(jié)構(gòu)，也可以使用該材料，只要其能夠控制磁記錄層中的取向。在根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中的垂直磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)。因此，中間層優(yōu)選具有粗糙表面，這通過(guò)在高氣體壓力下進(jìn)行中間層的形成而獲得。然而，采用過(guò)高的其他壓力會(huì)導(dǎo)致中間層的晶體取向的劣化，并且有時(shí)會(huì)導(dǎo)致中間層的表面粗糙度過(guò)高。因此，為了同時(shí)滿足晶體取向和表面粗糙度，應(yīng)優(yōu)選地選擇最優(yōu)的氣體壓力，或優(yōu)選設(shè)置雙層中間層，其包括在低氣體壓力下形成的層和在高氣體壓力下形成的層。垂直磁記錄層用于在其上記錄信號(hào)。在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中的垂直磁記錄層包括至少一個(gè)磁性層。該一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)具有粒狀結(jié)構(gòu)，該粒狀結(jié)構(gòu)包括主要由鈷構(gòu)成且還包含釕的鐵磁晶粒，并且還包括由氧化物構(gòu)成的晶界。作為在垂直磁記錄層中的鐵磁材料的具體實(shí)例，可以提到基于鈷的合金，例如，CoCrPtRu、CoCrRu、CoCrPtRuB、CoPtRu、CoPtRuB以及CoCrRuB。粒狀結(jié)構(gòu)中的用于晶界的氧化物優(yōu)選為選自Si、Ti、Ta、Cr、Al、W、Nb和Ru的氧化物中的至少一種氧化物。在包括鐵磁晶粒并包括晶界的一個(gè)或多個(gè)磁性層中所包含的一種或多種氧化物的總量?jī)?yōu)選在2摩爾％到20摩爾％的范圍內(nèi)，其中鐵磁晶粒主要由鈷構(gòu)成且還包含釕，晶界由氧化物構(gòu)成。由至少一個(gè)磁性層構(gòu)成的垂直磁記錄層的特征在于，所述一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)包括主要由鈷構(gòu)成且還包含釕的鐵磁晶粒。釕在鐵磁晶粒中的含量?jī)?yōu)選在1原子％到原子15%的范圍內(nèi)。所述一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的每一個(gè)的厚度優(yōu)選在Inm到20nm的范圍內(nèi)。鐵磁晶粒具有優(yōu)選在3nm到12nm的范圍的平均粒徑?？梢酝ㄟ^(guò)平面觀測(cè)TEM圖像來(lái)測(cè)量平均粒徑。如上所述，在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中的垂直磁記錄層包括單個(gè)磁性層或者兩個(gè)或更多的磁性層。單個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)磁性層包括主要由鈷構(gòu)成且還包含釕的鐵磁晶粒，并且還包括由氧化物構(gòu)成的晶界。當(dāng)垂直磁記錄層包括兩個(gè)或更多的磁性層時(shí)，磁性層可以包括不同種類的鐵磁晶粒和不同種類的氧化物。在多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)中的鐵磁晶粒主要由鈷構(gòu)成并還包含釕，并且在其他磁性層中的鐵磁晶粒優(yōu)選主要由鈷構(gòu)成但可以包含或不包含釕。當(dāng)垂直磁記錄層包括兩個(gè)或更多的磁性層時(shí)，磁性層的總厚度優(yōu)選在2nm到40nm的范圍內(nèi)。通過(guò)濺射用于形成各層的靶材料而形成其各個(gè)層來(lái)制造根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)。用于形成垂直磁記錄層中的鐵磁晶粒的靶鐵磁材料選自包含鈷作為主要成分并可選地還包含釕的鐵磁合金。該鐵磁合金優(yōu)選還包含鉻。作為鐵磁合金的具體實(shí)例，可以提及基于鈷的合金，例如，CoCr,CoCrPt,CoCrPtRu,CoCrPtB,CoCrPtRuB,CoCrPtB-X,CoCrPtRuB-X,CoCrPtB-X-Y以及CoCrPtRuB-X-Y(其中X和Y表示氧化物)。在將Ru2O用作為形成垂直磁記錄層中的晶界的氧化物而使用的靶氧化物材料的情況下，靶鐵磁材料可以包含或不包含釕，這依賴于濺射條件。當(dāng)使用不包含釕的靶鐵磁材料和包含Ru2O的氧化物材料時(shí)，以下方面是重要的靶鐵磁材料選自這樣的鈷合金，該鈷合金中添加有附加元素，該附加元素與氧的親合力大于釕與氧的親合力。例如，這樣的附加元素包括Cr、B、Ti、Ta、以及Cu。濺射顆粒的能量通常大于金屬氧化物的鍵能。因此，可推測(cè)，當(dāng)濺射包含金屬氧化物的合金靶時(shí)，金屬氧化物分解為氧原子和金屬原子，并且當(dāng)由此發(fā)射的原子到達(dá)基底時(shí)或之后，金屬原子被氧化而重新形成氧化物。當(dāng)由具有對(duì)氧的不同親合力的元素形成氧化物時(shí)，具有對(duì)氧的高親合力的元素比具有對(duì)氧的低親合力的元素更優(yōu)先地被氧化。對(duì)氧的親合力由元素與氧之間的鍵能表示。鍵能越大，元素的氧化物越穩(wěn)定，即，元素更易于氧化。從上述現(xiàn)象可見，可以推測(cè)出當(dāng)濺射包含釕氧化物的合金靶時(shí)，對(duì)氧的親合力大于釕對(duì)氧的親合力的金屬元素可以優(yōu)先被氧化。例如，鉻對(duì)氧的親合力大于釕對(duì)氧的親合力，因此，當(dāng)濺射其中加入有鉻氧化物和釕氧化物的基于鈷的鐵磁合金時(shí)，鉻被優(yōu)先氧化并由此沉積為形成晶體晶界的鉻氧化物，而釕將作為金屬形成與鐵磁合金的固溶體。通過(guò)采用X射線光電子譜(XPS)和能量分散X射線譜(EDS)分析金屬元素的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)和偏析狀態(tài)可以證實(shí)該現(xiàn)象。由于上述現(xiàn)象，當(dāng)濺射包含釕氧化物的基于鈷的鐵磁合金時(shí)，所產(chǎn)生的鐵磁晶粒包含釕。該結(jié)果類似于濺射包含釕金屬的基于鈷的鐵磁合金的情況。由此，在這樣的膜形成條件下，無(wú)論基于鈷的合金靶材料在合金本身中包含作為元素的釕還是在其中包含作為釕氧化物的釕，都可以獲得包括包含釕的基于鈷的鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的晶界的希望的粒狀結(jié)構(gòu)。在具有粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄層中，依賴于構(gòu)成晶界的氧化物的特定種類，包圍磁晶粒的晶界的寬度和磁晶粒的尺寸會(huì)變化，由此，記錄-再現(xiàn)特性也會(huì)變化。在存在于粒狀結(jié)構(gòu)中的氧化物不易于從磁晶粒偏析的情況下，該氧化物傾向于保留在磁晶粒中，這對(duì)晶體取向產(chǎn)生了不利影響并導(dǎo)致磁特性的劣化。可以通過(guò)搖擺曲線(rockingcurve)的半高全寬Δ(德耳塔)θ50來(lái)評(píng)估磁記錄層中的晶體c軸(軸)是否以最小化的擾動(dòng)與晶體的基底表面垂直地設(shè)置。如下確定搖擺曲線的半高全寬△θ50。通過(guò)X射線衍射分析在基底上形成的磁記錄層，S卩，通過(guò)掃描X射線的入射角來(lái)分析平行于基底表面的晶面，來(lái)觀察對(duì)應(yīng)于該晶面的衍射峰。在包括基于鈷的合金磁材料的垂直磁記錄介質(zhì)中，如此發(fā)生晶體取向，以便hep結(jié)構(gòu)的c軸W02]的方向垂直于基底表面，因此，觀測(cè)到歸因于(002)晶面的峰。然后，相對(duì)于基底表面擺動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)維持衍射(002)晶面的布拉格角。繪制(002)晶面相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的傾斜角的衍射強(qiáng)度，從而畫出搖擺曲線，其中心在零度擺動(dòng)角處。如果(002)晶面與基底表面平行，則獲得具有尖銳形狀的搖擺曲線。相反地，如果(002)晶面寬廣地分布，則獲得具有寬廣加寬的形狀的搖擺曲線。由此，可以基于搖擺曲線的半高全寬△θ50評(píng)估垂直磁記錄介質(zhì)中的晶體取向。根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的磁記錄層具有至少一個(gè)磁性層，該至少一個(gè)磁性層具有包括包含釕的基于鈷的鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的晶界的粒狀結(jié)構(gòu)，因此，與不包含釕的常規(guī)磁記錄層相比，磁晶粒更小，并且垂直磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層的半高全寬Δθ50更小。在具有粒狀結(jié)構(gòu)的磁記錄層中，粒徑和晶體取向影響在磁晶粒上偏析的氧化物晶界的寬度，因此影響記錄再現(xiàn)特性。根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)中的各層通常通過(guò)DC磁控管濺射方法或RF濺射方法形成?？梢詾闉R射施加RF偏置、DC偏置、脈沖DC或脈沖DC偏置。例如，可以使用諸如氬的惰性氣體作為濺射氣體，并可以向其添加02氣體、H20或N2氣體?？梢葬槍?duì)各層適宜地選擇濺射氣體的壓力以產(chǎn)生具有希望特性的層，但是，壓力通常被控制在約0.1到30Pa的范圍?？梢砸蕾囉诖庞涗浗橘|(zhì)的特定的磁特性確定適宜的壓力。設(shè)置保護(hù)層，以保護(hù)磁記錄介質(zhì)不被接觸其的磁頭損壞。保護(hù)層包括例如碳層和Si02層。碳層被廣泛使用。例如可以通過(guò)濺射方法或等離子體CVD方法形成保護(hù)層。近年來(lái)，流行使用包括磁控管等離子體CVD方法的等離子體CVD方法。保護(hù)層的厚度范圍通常為約lnm到lOnm，優(yōu)選2nm到6nm，更優(yōu)選2nm到4nm。在圖2中示例了根據(jù)本發(fā)明的磁記錄再現(xiàn)裝置的實(shí)例的構(gòu)成。本發(fā)明的磁記錄再現(xiàn)裝置組合地包括如圖1所示的磁記錄介質(zhì)10；驅(qū)動(dòng)部件11，用于沿圓周記錄方向驅(qū)動(dòng)磁記錄介質(zhì)10；磁頭12，用于在磁記錄介質(zhì)10中記錄信息和從介質(zhì)10再現(xiàn)信息；磁頭驅(qū)動(dòng)部件13，用于使磁頭12相對(duì)于磁記錄介質(zhì)10移動(dòng)；以及記錄和再現(xiàn)信號(hào)處理裝置14。記錄和再現(xiàn)信號(hào)處理裝置14具有以下功能將來(lái)自外部的信號(hào)傳送到磁頭12，以及將來(lái)自磁頭12的再現(xiàn)的輸出信號(hào)傳送到外部。作為在根據(jù)本發(fā)明的磁記錄再現(xiàn)裝置中設(shè)置的磁頭12，可以使用具有適合于高磁記錄密度的再現(xiàn)元件的磁頭，其包括呈現(xiàn)各向異性磁阻(AMR)效應(yīng)的磁阻(MR)元件、呈現(xiàn)巨磁阻(GMR)效應(yīng)的GMR元件以及呈現(xiàn)隧穿磁阻效應(yīng)的TuMR元件。^M下面將通過(guò)以下實(shí)例具體地描述本發(fā)明。實(shí)例1、比較例1將用于HD的玻璃基底置于真空腔中，并將該腔排空到低于1.OX10_5Pa的減小的壓力。在玻璃基底上形成由CoNb&構(gòu)成并具有50nm的厚度的軟磁性層，然后在軟磁性層上形成由具有fee結(jié)構(gòu)的NiFe構(gòu)成并具有5nm厚度的下墊層。通過(guò)濺射方法在氬氣氛中以0.6Pa的減小的壓力下形成軟磁性層和下墊層。通過(guò)濺射方法在氬氣氛中分兩個(gè)階段在下墊層上形成由Ru構(gòu)成的中間層，即，在第一階段在0.6Pa的減小的壓力下形成具有l(wèi)Onm的厚度的Ru層，然后在第二階段在lOPa的減小的壓力下進(jìn)一步形成具有l(wèi)Onm的厚度的Ru層。通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成lOnm厚度的磁記錄層。在實(shí)例1-1到實(shí)例1-11中根據(jù)本發(fā)明形成的磁記錄層的組分如下。實(shí)例l-l，90(Col2Crl8Pt3Ru)_10(Si02)實(shí)例1-2，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Cr203)實(shí)例1-3，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Ru02)實(shí)例1-4，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Ti02)實(shí)例1-5，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(W03)實(shí)例1-6，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(W02)實(shí)例1-7，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(A1203)實(shí)例l-8，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Ta205)實(shí)例1-9,90(Col2Crl8Pt3Ru)-3(Si02)-7(Ti02)實(shí)例1-10,90(Col2Crl8Pt3Ru)-2(Si02)-8(Ru02)實(shí)例1-11,90(Col2Cr18Pt3Ru)-6(Ti02)-4(Ta205)為了比較，除了其成分變?yōu)橄铝谐煞种?，在比較例1-1到比較例1-3中，通過(guò)與上述基本上相似的工序在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下在中間層上形成具有l(wèi)Onm厚度的磁記錄層。比較例1-1,90(Col2Crl8Pt)-10(Si02)比較例1-2,90(Col2Crl8Pt)-10(Ti02)比較例l-3，90(Col2Crl8Pt)-3(Si02)-7(Ti02)注意，在實(shí)例1-1中的化學(xué)式90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Si02)中緊接在兩個(gè)括號(hào)之前出現(xiàn)的數(shù)字“90”和“10”分別表示鐵磁晶粒和氧化物的摩爾百分比。在第一個(gè)括號(hào)“(Col2Crl8Pt3Ru)，，內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)字“12”、“18”以及“3”表示Cr、Pt以及Ru的相對(duì)量分別為12原子％、18原子％以及3原子％，并且Co的量為平衡量。該有利的表達(dá)方式適用于其他實(shí)例和比較例中的鐵磁晶粒的成分。在上述實(shí)例和比較例中的每一個(gè)磁記錄層上形成薄碳膜作為保護(hù)層，以產(chǎn)生垂直磁記錄介質(zhì)。用潤(rùn)滑劑涂覆在實(shí)例1-1到1-11和比較例1-1、1-2和1-3中制成的每一個(gè)垂直磁記錄介質(zhì)，并使用可從美國(guó)⑶ZIK獲得的Read-WriteAnayzer1632和SpinStandS1701MP評(píng)估其記錄/再現(xiàn)特性(S卩，信噪比SNR)。此外，使用Ken測(cè)試儀評(píng)估相同垂直磁記錄介質(zhì)的靜磁特性(即，矯頑力He)。通過(guò)使用X射線衍射學(xué)的c軸取向分散(orientationdispersion)(A650)來(lái)評(píng)估每一個(gè)磁記錄層中的基于鈷的鐵磁合金晶粒的晶體取向。在磁記錄層的平面TEM圖像上測(cè)量平均晶體粒徑。這些參數(shù)被廣泛地用于評(píng)估垂直磁記錄介質(zhì)的特性。表1中示出了評(píng)估結(jié)果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從表1可見，在鐵磁晶粒中釕的含有可以減小磁晶粒的直徑并增強(qiáng)晶體取向性(實(shí)例1-1到1-11)，這與在鐵磁晶粒中不包含釕的情況(比較例1-1、1_2以及1-3)形成對(duì)比。因此，在鐵磁晶粒中包含的釕具有與在鐵磁晶粒中不包含釕的情況相比更好地改善靜磁特性和電磁轉(zhuǎn)換特性的作用。推測(cè)這是因?yàn)榕c在其中不包含釕的鐵磁晶粒相比，氧化物呈現(xiàn)高的偏析特性從而形成晶界。從實(shí)例1-9到1-11可見，即使在鐵磁晶粒中組合使用兩種或更多種氧化物，其中包含釕的鐵磁晶粒也同樣可以獲得上述優(yōu)點(diǎn)。實(shí)例2,比較實(shí)例2通過(guò)與實(shí)例1和比較例1中所述的相同的工序制造磁記錄介質(zhì)，其中在0.8Pa的減小的壓力下在玻璃基底上形成20nm厚度的非磁性非晶材料Cr50Ti層來(lái)代替軟磁CoNB&層。與軟磁性層相比，Cr50Ti層完全沒有磁化，因此，形成非磁性非晶材料Cr50Ti層，以進(jìn)行振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)量和評(píng)估飽和磁化Ms以及垂直磁各向異性Ku的扭矩測(cè)量。通過(guò)與上述實(shí)例和比較例中所采用的相同的工序且相同的條件在非磁性非晶Cr50Ti層上依次形成NiFe下墊層、Ru中間層、具有以下成分的磁記錄層以及碳保護(hù)層。所有工序和其他條件保持相同。實(shí)例2-l，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(Si02)實(shí)例2-2，90(Col2Crl8Pt3Ru)-10(W03)比較例2-1,90(Col2Crl8Pt)-10(Si02)比較例2-2,90(Col2Crl8Pt)-10(W03)使用磁記錄介質(zhì)，通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)測(cè)量和扭矩測(cè)量來(lái)測(cè)量每一個(gè)磁記錄層的飽和磁化Ms(emu/cm3)和垂直磁各向異性Ku(erg/cm3)。在表2中示出了測(cè)試結(jié)果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表2可以看出，實(shí)例2-1和2-2中的其磁記錄層包括包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄介質(zhì)的飽和磁化比比較例2-1和2-2中的其磁記錄層包括不包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄介質(zhì)的飽和磁化僅僅小幾個(gè)百分比。相反地，實(shí)例2-1和2-2中的包括包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層的垂直磁各向異性大于比較例2-1和2-2中的包括不包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層的垂直磁各向異性。該事實(shí)可從這樣的事實(shí)預(yù)見，即，實(shí)例2-1和2-2中的包括包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層具有與比較例2-1和2-2中的包括不包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層相比高的晶體取向性和高的矯頑力。推測(cè)該有益效果是由于通過(guò)在具有六方密堆(hep)結(jié)構(gòu)的基于鈷的磁晶粒中包含同樣具有hep結(jié)構(gòu)的釕而可以最大程度地維持基于鈷的磁晶粒的高磁各向異性。實(shí)例3,比較實(shí)例3通過(guò)與實(shí)例1中所述的相同的工序，在玻璃基底上依次形成軟磁性層、下墊層、中間層、磁記錄層以及碳保護(hù)層，從而得到磁記錄介質(zhì)，其中通過(guò)濺射在氬氣氛中以2Pa的減小的壓力下形成具有以下成分和12nm厚度的每一個(gè)磁記錄層。所有其他的工序和條件保持相同。實(shí)例3-1,90(Col2Crl8PtlRu)-10(Si02)實(shí)例3_2，90(Col2Crl8Pt5Ru)-10(Si02)實(shí)例3-3,90(Col2Crl8PtlORu)-10(Si02)實(shí)例3_4，90(Col2Crl8Ptl5Ru)-10(Si02)為了比較，通過(guò)與上述工序相同的工序制造比較磁記錄介質(zhì)，但通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成具有l(wèi)Onm厚度和以下成分的磁記錄層來(lái)代替包括包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層。所有其他的工序和條件保持相同。比較例3-1,90(Col2Crl8Pt)-10(Si02)使用上述磁記錄介質(zhì)，評(píng)估基于鈷的磁晶粒的信噪比(SNR)、矯頑力(He)、c軸取向分散(A050)以及基于鈷的磁晶粒的平均粒徑。在表3中示出了測(cè)試結(jié)果。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表3可見，在磁晶粒中的釕的量在1到15原子％的范圍內(nèi)(實(shí)例3-1到3-4)的情況下，與磁晶粒中不包含釕的情況(比較例3-1)相比，磁晶粒的直徑小并且晶體取向性高，二者均達(dá)到希望的程度，因此改善了靜磁特性和電磁轉(zhuǎn)換特性。因此，將看到在磁晶粒中的釕的量?jī)?yōu)選在1到15原子％的范圍內(nèi)。實(shí)例4，比較實(shí)例4通過(guò)與實(shí)例1中所述的相同的工序，在玻璃基底上依次形成軟磁性層、下墊層、中間層、磁記錄層以及碳保護(hù)層，從而得到磁記錄介質(zhì)，其中通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成具有以下成分和12nm厚度的每一個(gè)磁記錄層。所有其他的工序和條件保持相同。實(shí)例4-l，98(Col2Crl8Pt3Ru)-2(Si02)實(shí)例4-2，96(Col2Crl8Pt3Ru)-4(Si02)實(shí)例4-3，92(Col2Crl8Pt3Ru)-8(Si02)實(shí)例4-4，88(Col2Crl8Pt3Ru)-12(Si02)實(shí)例4-5，84(Col2Crl8Pt3Ru)-16(Si02)實(shí)例4-6，80(Col2Crl8Pt3Ru)-20(Si02)為了比較，通過(guò)與上述工序相同的工序制造比較磁記錄介質(zhì)，但通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成具有l(wèi)Onm厚度和以下成分的磁記錄層。所有其他的工序和條件保持相同。比較例4-1，Col2Crl8Pt3Ru使用上述磁記錄介質(zhì)，評(píng)估基于鈷的磁晶粒的信噪比(SNR)、矯頑力(He)、c軸取向分散(A050)以及基于鈷的磁晶粒的平均粒徑。在表4中示出了測(cè)試結(jié)果。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從表4可見，在磁記錄層中的氧化物的量在2摩爾％到20摩爾％的范圍內(nèi)(實(shí)例4-1到4-6)的情況下，磁晶粒的直徑小并且晶體取向性高，因此改善了靜磁特性和電磁轉(zhuǎn)換特性。相反，在磁記錄層中不包含氧化物(比較例4-1)的情況下，磁晶粒的直徑大，因此晶體取向分散好于實(shí)例4-1到4-6的情況，但是，磁晶粒之間的交換耦合強(qiáng)，從而靜磁特性差，信噪比低，SNR至少減少了5dB。實(shí)例5,比較實(shí)例5通過(guò)與實(shí)例1中所述的相同的工序，在玻璃基底上依次形成軟磁性層、下墊層、中間層、磁記錄層以及碳保護(hù)層，從而得到磁記錄介質(zhì)，其中以兩個(gè)階段形成磁記錄層。也就是，通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成第一磁性層且然后形成第二磁性層。磁性層的總厚度為12nm。第一和第二磁性層的成分選自如表5所示的以下三種成分。所有其他的工序和條件保持相同。90(Col2Crl8Pt3Ru)_6(SiO2)-4(RuO2)90(Col0Cr20Pt)-10(SiO2)90(Col0Cr20Pt)-10(TiO2)為了比較，通過(guò)與上述工序相同的工序制造比較磁記錄介質(zhì)，但通過(guò)濺射在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下形成具有以下成分和IOnm厚度的單個(gè)磁記錄層來(lái)代替第一和第二磁性層。所有其他的工序和條件保持相同。比較例5-1，90(Col0Cr20Pt)-10(SiO2)比較例5-2，90(Col0Cr20Pt)-10(TiO2)使用上述磁記錄介質(zhì)，評(píng)估基于鈷的磁晶粒的信噪比(SNR)、矯頑力(He)、c軸取向分散(Δθ50)以及基于鈷的磁晶粒的平均粒徑。在表5中示出了測(cè)試結(jié)果。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表5可見，在第一和第二磁性層中的至少一個(gè)為包括包含釕的磁晶粒的磁記錄層的情況下，可以減小磁晶粒的直徑并增強(qiáng)晶體取向性，因此，改善了靜磁特性和電磁轉(zhuǎn)換特性。實(shí)例6,比較實(shí)例6通過(guò)與實(shí)例1中所述的相同的工序，在玻璃基底上依次形成軟磁性層、下墊層、中間層、磁記錄層以及碳保護(hù)層，從而得到磁記錄介質(zhì)，其中通過(guò)在氬氣氛中在2Pa的減小的壓力下濺射具有以下成分的靶材料而形成磁記錄層。磁記錄層具有12nm的厚度。所有其他的工序和條件保持相同。實(shí)例6-1，90(Col2Crl8Pt)-10(RuO2)實(shí)例6-2，90(Col2Crl8Pt)-7(TiO2)-3(RuO2)實(shí)例6-3，92(Col2Crl8Pt4Ti)-4(SiO2)-4(RuO2)為了比較，通過(guò)與上述工序相同的工序制造比較磁記錄介質(zhì)，但通過(guò)在氬氣氛下在2Pa的減小的壓力下濺射具有以下成分的靶材料來(lái)形成IOnm厚度的磁記錄層。所有其他的工序和條件保持相同。比較例6-1，90(Col2Crl8Pt)-10(SiO2)比較例6-2，90(Col2Crl8Pt4Ti)-6(SiO2)-4(Cr2O3)使用上述磁記錄介質(zhì)，評(píng)估基于鈷的磁晶粒的信噪比(SNR)、矯頑力(He)、c軸取向分散(Δθ50)以及基于鈷的磁晶粒的平均粒徑。在表6中示出了測(cè)試結(jié)果。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從表6可見，即使在使用用于形成不包含釕的鐵磁晶粒的靶材料的情況下，如果使用釕氧化物作為靶材料并組合使用用于形成鐵磁晶粒的靶材料，則通過(guò)濺射也可以形成包括包含釕的鐵磁晶粒的磁記錄層。如此制備的磁記錄層包括具有減小的粒徑的磁晶粒，并且所產(chǎn)生的磁記錄介質(zhì)呈現(xiàn)改善的記錄/再現(xiàn)特性。推測(cè)釕氧化物分解為氧原子和釕原子，并且，氧原子與具有對(duì)氧的高親合力的金屬(例如，鉻或鈦)鍵合，并且釕金屬被帶入到鐵磁晶粒中。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)的特征為，具有磁記錄層的改善的晶體結(jié)構(gòu)，更具體而言，六方密堆(hep)結(jié)構(gòu)，其中其晶體C軸以最小化的角度干擾沿垂直方向取向，并且磁記錄層中的鐵磁晶粒具有極小的平均粒徑。因此，該垂直記錄介質(zhì)呈現(xiàn)出改善的記錄密度特性。利用這些有益的特征，根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)適合于磁記錄/再現(xiàn)裝置，例如，磁盤裝置。該垂直磁記錄介質(zhì)被預(yù)期具有進(jìn)一步提高的記錄密度，并且適合于新型垂直記錄介質(zhì)，例如，ECC介質(zhì)、離散軌道介質(zhì)和圖形介質(zhì)。權(quán)利要求一種垂直磁記錄裝置，其至少包括形成在非磁性基底上的軟磁性層、下墊層、中間層以及垂直磁記錄層，其特征在于，所述垂直磁記錄層包括至少一個(gè)磁性層，該一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的至少一個(gè)包括主要由鈷構(gòu)成的鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的晶界，其中所述鐵磁晶粒還包含釕。2.根據(jù)權(quán)利要求1的垂直磁記錄介質(zhì)，其中釕在所述鐵磁晶粒中的含量在1原子％到15原子％的范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)或多個(gè)磁性層中所包含的所述氧化物為選自Si、Ti、Ta、Cr、Al、W、Nb和Ru的氧化物中的至少一種氧化物。4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)或多個(gè)磁性層中所包含的所述氧化物的總量在2摩爾％到20摩爾％的范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述磁晶粒具有范圍為3nm到12nm的平均粒徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中包括所述鐵磁晶粒和由氧化物構(gòu)成的所述晶界的所述一個(gè)磁性層或多個(gè)磁性層中的每一個(gè)的厚度在Inm到20nm的范圍內(nèi)；所述磁性層的總厚度在2nm到40nm的范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述軟磁性層具有軟磁性非晶或微晶結(jié)構(gòu)。8.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)的方法，包括通過(guò)濺射靶材料形成所述垂直磁記錄層的步驟，所述靶材料包括氧化物材料和至少包含鈷的鐵磁材料，其中所述鐵磁材料和所述氧化物材料中的至少一種包含釕。9.一種具有垂直磁記錄介質(zhì)和磁頭的磁記錄再現(xiàn)裝置，其中所述磁頭用于在所述磁記錄介質(zhì)中記錄和再現(xiàn)信息，其特征在于，所述垂直磁記錄介質(zhì)為根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一項(xiàng)的垂直磁記錄介質(zhì)。全文摘要公開了一種垂直磁記錄裝置，其至少包括均設(shè)置在非磁性基底上的軟磁性層、下墊層、中間層以及垂直磁記錄層，其中所述垂直磁記錄層由具有一個(gè)或多個(gè)組成層的磁性層構(gòu)成，其中所述磁性層中的至少一個(gè)組成層包括氧化物晶粒邊界和主要由鈷構(gòu)成的鐵磁晶粒，并且其中所述鐵磁晶粒包含釕。在所述垂直磁記錄介質(zhì)中，可以獲得以下所有方面垂直磁記錄層中的晶粒之間的分離、晶粒尺寸的微細(xì)化以及垂直取向性。因此該垂直磁記錄介質(zhì)能夠記錄/再現(xiàn)高密度的信息。文檔編號(hào)G11B5/851GK101828222SQ20088010864公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2008年7月25日優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日發(fā)明者佐佐木有三,橋本篤志申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社