垂直磁記錄介質(zhì)及磁記錄再現(xiàn)裝置的制造方法
【專利說明】垂直磁記錄介質(zhì)及磁記錄再現(xiàn)裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)以日本專利申請(qǐng)2013-212792號(hào)(申請(qǐng)日:2013年10月10日)以及2014-134349號(hào)(申請(qǐng)日:2014年6月30日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)，享受優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過參照這些基底申請(qǐng)，包含基底申請(qǐng)的全內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實(shí)施例涉及垂直磁記錄介質(zhì)及磁記錄再現(xiàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]現(xiàn)在，HDD的介質(zhì)采用CoCrPt-氧化物顆粒型的磁記錄層，為了提高面記錄密度，必須減小CoCrPt磁性粒子。但是，若減小磁性粒子，則熱穩(wěn)定性降低，數(shù)據(jù)容易消失。熱穩(wěn)定性能夠通過提高垂直磁各向異性來改善，但是，高速磁化反轉(zhuǎn)時(shí)的頑磁力也變高，若比頭部的記錄磁場大，則無法進(jìn)行充分的記錄。
[0005]雖然研究了稱為BPM(Bit Patterned Media:比特格式媒體)的解決方案，但是加工磁記錄層時(shí)介質(zhì)表面的平坦性惡化，頭部和介質(zhì)容易發(fā)生接觸，因此，優(yōu)選是不進(jìn)行表面加工的介質(zhì)。另外，在BPM中進(jìn)行加工時(shí)，確定了伺服和/或數(shù)據(jù)比特的位置，但是優(yōu)選在介質(zhì)完成后能夠自由設(shè)定。
[0006]從而，提出了稱為PPM (Percolated Perpendicular Media:滲出垂直媒體)的介質(zhì)。PPM中，通過在磁疇壁移動(dòng)型的磁性層中形成空孔和/或非磁性的釘扎位點(diǎn)而釘住磁疇壁，來維持比特。被磁疇壁包圍的I比特成為熱波動(dòng)的單位，因此熱穩(wěn)定性高，由于磁疇壁移動(dòng)，頑磁力變低，因此能夠期待記錄的容易性。但是，在實(shí)驗(yàn)方面，例如CoPt-氧化物基礎(chǔ)的PPM存在垂直磁各向異性不足和加熱的問題，為了加工基板，Co/Pt-空孔型的PPM在表面的平坦性存在問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施例的目的是提供可同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定性和記錄容易性，獲得高面記錄密度的垂直磁記錄介質(zhì)。
[0008]根據(jù)實(shí)施例，可提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，其具備:
[0009]基板；
[0010]基底層，其設(shè)置在該基板上，包括晶粒，該晶粒間的晶界寬度小于0.5nm ;及
[0011]多層磁記錄層，其與該基底層接觸地形成于該基底層上，由磁性層和非磁性層分別交替層疊二層以上而成；
[0012]上述磁性層具有，以Co為主成分的磁性晶粒，和包括分散于該磁性層全體的氧化物、能夠釘住磁疇壁的多個(gè)釘扎位點(diǎn)；
[0013]其是在磁記錄層全體的范圍、在面內(nèi)方向交換耦合的磁連續(xù)的膜；
[0014]具有頑磁力附近的磁化曲線的斜率α為5以上的磁特性。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示第I實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的示意剖視圖。
[0016]圖2是表示第2實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的其他一例的示意剖視圖。
[0017]圖3是表示從平面觀察圖1的多層垂直磁記錄層的構(gòu)造的示意圖。
[0018]圖4是將實(shí)施例的磁記錄再現(xiàn)裝置的一例部分分解的立體圖。
[0019]圖5是表示實(shí)施例中采用的基底層的平面TEM圖像照片。
[0020]圖6是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的一例的剖面構(gòu)造的DF-STEM圖像照片。
[0021]圖7是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的磁化曲線的圖。
[0022]圖8是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖9是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的剖面構(gòu)造的DF-STEM圖像照片。
[0024]圖10是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的多層磁記錄層的平面構(gòu)造的DF-STEM圖像照片。
[0025]圖11是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0026]圖12是表示比較的磁記錄介質(zhì)的磁化曲線的圖。
[0027]圖13是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0028]圖14是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0029]圖15是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0030]圖16是表示從上方觀察實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的微磁仿真計(jì)算模型的圖。
[0031]圖17是表示第I實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的面內(nèi)方向的微磁仿真計(jì)算模型的一例的圖像的照片。
[0032]圖18是表示第I實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的其他一例的面內(nèi)方向的微磁仿真計(jì)算模型的一例的圖像的照片。
[0033]圖19是第2實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的微磁仿真計(jì)算模型的立體圖。
[0034]圖20是表示第2實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的面內(nèi)方向的微磁仿真計(jì)算模型的一例的圖像的照片。
[0035]圖21是表示第2實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的一例的面內(nèi)方向的微磁仿真計(jì)算模型的一例的圖像的照片。
[0036]圖22是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0037]圖23是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0038]圖24是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0039]圖25是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0040]圖26是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0041]圖27是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0042]圖28是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
[0043]圖29是表示實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的其他一例的氧化物添加量和磁特性的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，說明實(shí)施例。
[0045]根據(jù)實(shí)施例，提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，其具備:基板；在基板上設(shè)置的基底層；與基底層接觸地設(shè)置，由磁性層和非磁性層交替分別層疊二層以上而成的多層磁記錄層。
[0046]基底層包括晶粒，晶粒間的晶界寬度小于0.5nm。多層磁記錄層的磁性層和非磁性層都是連續(xù)層。磁性層具備:以Co為主成分的磁性晶粒；包括分散于磁性層全體的氧化物、能夠釘住磁疇壁的多個(gè)釘扎位點(diǎn)。另外，該垂直磁記錄介質(zhì)具有頑磁力附近的磁化曲線的斜率α為5以上的磁特性。
[0047]另外，這里，主成分是指構(gòu)成物質(zhì)的材料中包含最多的成分，例如元素或者化合物坐寸ο
[0048]另外，根據(jù)實(shí)施例，提供具備上述垂直磁記錄介質(zhì)和磁頭的磁記錄再現(xiàn)裝置。
[0049]根據(jù)實(shí)施例，通過在垂直磁記錄介質(zhì)的磁記錄層采用具有釘扎位點(diǎn)的多層膜，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高熱穩(wěn)定性和記錄容易性，獲得高面記錄密度。
[0050]實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)中，能夠以獲得高垂直磁各向異性的人工晶格為基礎(chǔ)，埋入對(duì)磁性金屬為非固溶的釘扎位點(diǎn)。
[0051]另外，根據(jù)實(shí)施例，即使作為釘扎位點(diǎn)使用容易向晶界析出的氧化物，通過不采用包圍磁性粒子而使其孤立化的構(gòu)造、有意使晶界的厚度不均勻而集中在特定的處所，能夠起到良好的釘扎位點(diǎn)的功能。
[0052]< 基板 >
[0053]作為基板，能夠采用例如玻璃基板、Al系合金基板、陶瓷基板、碳基板和/或具有氧化表面的Si單結(jié)晶基板等。
[0054]作為玻璃基板的材料，可列舉例如非晶質(zhì)玻璃、結(jié)晶化玻璃。作為非晶質(zhì)玻璃，能夠采用例如通用的鈉鈣玻璃及鋁硅酸鹽玻璃等。另外，作為結(jié)晶化玻璃，能夠采用例如鋰系結(jié)晶化玻璃。作為陶瓷基板，能夠采用例如以通用的氧化鋁、氮化鋁及氮化硅等為主成分的燒結(jié)體和/或它們的纖維強(qiáng)化物等。
[0055]或者，作為基板，也能夠采用在上述金屬及非金屬的基板等的表面用電鍍法和/或?yàn)R射法形成NiP層后的基板。
[0056]另外，作為向基板上形成薄膜的形成方法，僅僅選擇了濺射法，但是真空蒸鍍法和/或電解電鍍法等也能夠獲得同樣的效果。
[0057]<軟磁性背襯層>
[0058]實(shí)施例中，通過在基板和垂直磁記錄層之間設(shè)置高透磁率的軟磁性背襯層，能夠構(gòu)成所謂的垂直二層介質(zhì)。該垂直二層介質(zhì)中，軟磁性背襯層起到使來自用于磁化垂直磁記錄層的磁頭例如單磁極頭部的記錄磁場穿過水平方向向磁頭側(cè)回流的磁頭的部分功能，向磁記錄層急劇施加充分的垂直磁場，能夠獲得提高記錄再現(xiàn)效率的效果。
[0059]軟磁性背襯層能夠采用例如包含F(xiàn)e、Ni及Co的材料。
[0060]作為這樣的材料，能夠列舉FeCo系合金例如FeCo、FeCoV等、FeNi系合金例如FeNi, FeNiMo, FeNiCr, FeNiSi 等、FeAl 系合金、FeSi 系合金例如 FeAl、FeAlS1、FeAlSiCr、FeAlSiTiRiuFeAlO 等、FeTa 系合金例如 FeTa、FeTaC、FeTaN 等、FeZr 系合金例如 FeZrN 等。
[0061]另外，能夠采用具有以60原子％以上含有Fe的FeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等的微結(jié)晶構(gòu)造或者將微細(xì)晶粒在矩陣中分散的顆粒構(gòu)造的材料。
[0062]作為軟磁性背襯層的其他材料，能夠采用包含Co和Zr、Hf、Nb、Ta、Ti及Y中至少I種的Co合金。Co優(yōu)選包含80原子％以上。這樣的Co合金在通過濺射法制膜時(shí)容易形成非晶質(zhì)層，非晶質(zhì)軟磁性材料沒有結(jié)晶磁各向異性、結(jié)晶缺陷及晶界，因此呈現(xiàn)非常佳的軟磁性。
[0063]作為這樣的非晶質(zhì)軟磁性材料，能夠列舉以鈷為主成分、鋯為副成分的合金例如CoZr> CoZrNb及CoZrTa等的CoZr系合金。為了容易形成非晶質(zhì)等的目的，能夠在以上的材料進(jìn)一步添加B。
[0064]另外，在軟磁性背襯層采用非晶質(zhì)材料時(shí)，與非晶質(zhì)系的基板同樣，幾乎不會(huì)對(duì)在其上形成的金屬層的結(jié)晶取向造成直接的影響，因此，即使材料變更，磁記錄層的構(gòu)造和/或結(jié)晶性也沒有大的變化，能夠期待基本同樣的磁特性及記錄再現(xiàn)特性。若像CoZr系合金那樣僅僅是第三種元素不同，則飽和磁化(Ms)、頑磁力(He)及透磁率(μ)等的差異也小，因此能夠獲得大致同等的磁特性及磁記錄再現(xiàn)特性。
[0065]<基底層>
[0066]實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)中，能夠在基板或者在基板上設(shè)置的軟磁性背襯層和垂直磁記錄層之間設(shè)置基底層。
[0067]作為基底層，能夠采用例如hep和/或fee構(gòu)造的金屬即Ru、Rh、Pd、Pt和/或Ti。這些金屬與記錄層的主成分的Co和/或Pt、Pd相同，為密集結(jié)晶構(gòu)造，晶格失配也不會(huì)過大，密集面容易與膜面平行成長，容易柱狀成長等，因此是優(yōu)選的。另外，也能夠使用從包括Ru、Rh、Pd、Pt及Ti的群中選擇的至少I種和從包括Co及Cr的群中選擇的至少一種組成的合金。而且，能夠添加從例如包括B、Ta、Mo、Nb、Hf、Ir、Cu、Nd、Zr、W及Nd的群選擇的至少一種。
[0068]在使磁記錄層的磁性粒子磁孤立的以往的顆粒介質(zhì)中，基底層的晶粒間也在構(gòu)造上分離。特別地，通過采用在高氣壓中制膜的Ru基底層，能夠在大約Inm及其以上的比較均勻的晶界層形成包圍有磁性粒子的CoPtCr-氧化物顆粒型磁性層。采用氧化物制作PPM時(shí)，氧化物雖然有向磁性晶粒的周邊偏析的傾向，但是只要不成為磁孤立的粒子即可。優(yōu)選的是，晶界層厚寧可不均勻，晶界層與鄰接粒子部分地形成薄的磁耦合，另一方面，氧化物集中，在粒子間呈現(xiàn)大的塊，起到磁疇壁的釘扎位點(diǎn)的功