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)明涉及一種用作硬盤裝置的磁記錄-再現(xiàn)裝置、在所述裝置中使用的垂直磁記錄介質(zhì)、和一種制造所述裝置的方法,具體地涉及一種利用垂直方向磁化的磁記錄-再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù):
在垂直磁記錄介質(zhì)中使用的一種典型磁層例如為CoCr系磁層。在CoCr系磁層中,含量例如大于20原子百分?jǐn)?shù)(at%)的Cr添加到Co中,以允許非磁性Cr原子在Co系磁晶粒周圍偏析。結(jié)果,在磁晶粒中產(chǎn)生的磁相互作用被隔離,以實(shí)現(xiàn)高記錄密度的磁記錄。近年來,要求垂直磁記錄介質(zhì)具有進(jìn)一步提高的記錄密度。然而,如果為了提高介質(zhì)SN比(SNRm)而使包含在垂直記錄層中的磁晶粒的尺寸更小,就容易產(chǎn)生熱衰減,這引發(fā)記錄信息容易被擦除的問題。
在這種情況下,已進(jìn)行了各種研究,通過在Co系垂直磁記錄層中添加各種元素而改進(jìn)記錄-再現(xiàn)特性,同時(shí)維持抗熱衰減性。例如,在日本專利公開(Kokai)第11-185236中提出從包括Cr、Fe、Mo、V、Ta、Pt、Si、B、Ir、W、Hf、Nb、Ru、Ni和稀土元素的組中選擇的至少一種元素應(yīng)該添加到包含Co作為主要成分的基礎(chǔ)材料中。然而,難以同時(shí)提高SNRm并防止熱衰減。
另一方面,日本專利公開第63-148411公開一種包括縱向磁層的磁記錄介質(zhì)。該專利講述通過在包含Cr的墊層上把Ta、Mo和W添加到CoCr系統(tǒng)中而制備的磁層而形成縱向磁層。
然而,即使縱向磁層應(yīng)用到垂直磁記錄介質(zhì)中,但Mo或W干擾晶體取向特性,從而顯著損害垂直磁各向異性,結(jié)果是對(duì)SNRm和防止熱衰減能力中的任一個(gè)都沒有提高。如以上所指出的,縱向磁記錄介質(zhì)和垂直磁記錄介質(zhì)在各個(gè)方面都互不相同,所述方面例如包括墊層和磁層的組成、磁各向異性的方向、以及根據(jù)磁頭的差異而使用或不使用軟磁襯層。由此可見,即使用于縱向磁記錄介質(zhì)中的磁層簡(jiǎn)單地應(yīng)用到垂直磁記錄介質(zhì)上,也不可能獲得滿意的效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法,所述介質(zhì)具有高SNRm值和優(yōu)秀的抗熱波動(dòng)性。
本發(fā)明的第二目的是提供具有高SNRm值和優(yōu)秀的抗熱波動(dòng)性的垂直記錄介質(zhì)。
進(jìn)而,根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供一種能抑制熱波動(dòng)的發(fā)生而且還能以高SNRm值實(shí)現(xiàn)磁記錄-再現(xiàn)的磁記錄-再現(xiàn)裝置。
本發(fā)明用于制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法包括通過使用包含至少一種從包括鈷、鉑、鉬和鎢的組中選擇的添加成分的磁層形成材料,在280-425℃下在非磁性基片上形成磁層,所述磁層構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,并提供在晶粒邊界中偏析所述添加成分的垂直磁層。
本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)包括非磁性基片;以及,在280-450℃下在非磁性基片上形成的垂直磁層,垂直磁層包含至少一種從包括Co、Pt、Mo和W的組中選擇的添加成分,并且構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,在垂直磁層內(nèi)的晶粒邊界中偏析所述添加成分。
進(jìn)而,本發(fā)明的磁記錄-再現(xiàn)裝置包括以上定義的垂直磁記錄介質(zhì);用于支撐和旋轉(zhuǎn)垂直磁記錄介質(zhì)的機(jī)構(gòu);磁頭,包括用于在垂直磁記錄介質(zhì)中記錄信息的元件和用于再現(xiàn)所記錄信息的另一元件;以及,支撐磁頭的滑架組件,所述組件使磁頭相對(duì)于垂直磁記錄介質(zhì)是可運(yùn)動(dòng)的。
其它優(yōu)點(diǎn)和變化在以下描述中提出,部分優(yōu)點(diǎn)和變化在描述中是顯而易見的,或者,可從本發(fā)明的實(shí)踐中得到其它優(yōu)點(diǎn)和變化。借助后面具體提出的手段和組合可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
附圖與以上概述和以下實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于說明本發(fā)明的實(shí)施例和用于解釋本發(fā)明的原理,所述附圖包括在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。
圖1為示出CoPtCrMo垂直磁層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖2為示出CoPtCrW垂直磁層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖3為示出CoPtCrMoW垂直磁層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖4為示出CoPtCrMo垂直磁層的Cr含量和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖5為示出CoPtCrMo垂直磁層的Mo含量和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖6為示出CoPtCrMoW垂直磁層的W含量和SNRm之間關(guān)系的圖形;圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖;圖8為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖;圖9為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖;圖10為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖;圖11為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖;
圖12為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖;圖13為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖;以及圖14為示出根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的又一構(gòu)造實(shí)施例的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法包括在非磁性基片上形成垂直記錄層。在形成垂直磁記錄層時(shí),通過使用包含至少一種添加成分的磁層形成材料而在280-450℃下形成磁層,由此形成垂直磁層,所述垂直磁層構(gòu)造得包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,并且具有在晶粒邊界中偏析的添加成分,其中,所述添加成分從包括Co、Pt、Mo和W的組中選擇。
而且,根據(jù)上述方法制造的本發(fā)明垂直磁記錄介質(zhì)是包括非磁性基片和在非磁性基片上形成的垂直磁層的垂直磁記錄介質(zhì)。垂直磁層包含Co和Pt以及Mo和W中的至少一種添加成分。在280℃-450℃之間溫度范圍內(nèi)形成的垂直磁層構(gòu)造得包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒。添加成分在晶粒邊界中偏析。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,Mo和W被充分?jǐn)U散,以便在晶粒邊界偏析,結(jié)果提高磁分離磁晶粒的效果,以獲得高SNRm值和優(yōu)秀的抗熱衰減性。
有可能在用于本發(fā)明中的垂直磁層中進(jìn)一步添加Cr。
在添加成分Mo、W和Cr中,W產(chǎn)生最好的磁分離磁晶粒的效果。Mo產(chǎn)生中等效果,而Cr則產(chǎn)生最小的磁分離磁晶粒的效果。晶格常數(shù)和晶體結(jié)構(gòu)的差異造成效果的依賴性。W具有最大的晶格常數(shù),Mo具有中等的晶格常數(shù),而Cr具有最小的晶格常數(shù)。Co-Cr鍵在磁晶粒內(nèi)和在偏析的晶體邊界呈現(xiàn)出相同的六邊形密集結(jié)構(gòu),另一方面,Co-Mo鍵和Co-W鍵中每一個(gè)都在偏析之后在晶體邊界上呈現(xiàn)出諸如CsCl型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)與在磁晶粒內(nèi)呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)不同。
然而,Mo和W中每一個(gè)的擴(kuò)散速率(偏析速率)都低于Cr的,并且具體地,W的速率低于Mo的。在這種情況下,Mo和W不可能擴(kuò)散進(jìn)晶體邊界中。上述擴(kuò)散速率的差異由這些添加成分中的熔點(diǎn)差異引起。具體地,Mo具有大約2700℃的高熔點(diǎn),W也具有大約3500℃的高熔點(diǎn)。另一方面,Cr的熔點(diǎn)較低,即大約1700℃。還應(yīng)該指出的是在Mo和W留在Co基磁晶粒內(nèi)的情況下,由于Mo和W比Co具有更大的晶格常數(shù),因此,磁晶粒的晶體取向特性和磁各向異性容易被顯著干擾。
如上所述,當(dāng)被期望產(chǎn)生高磁分離效果的Mo和W投入實(shí)際使用時(shí),產(chǎn)生了問題。
順便提一下,在使用Pt的情況下,垂直記錄層中晶格之間的距離趨向于增加,以便減小Mo和W對(duì)晶體取向特性的干擾,由此改善其偏析。
在這種情況下,本發(fā)明在嘗試允許Mo和W在晶體邊界大量偏析時(shí)已經(jīng)獲得垂直記錄層。具體地,通過在Pt添加到記錄層中的條件下改變成膜溫度,并且把具有高耐熱性的物質(zhì)加熱到足夠高的溫度,從而形成垂直磁層。
圖1為示出Co-16at%Pt-14at%Cr-xat%Mo的垂直記錄層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形。該圖中所包括的曲線101適用于x為0的情形,該圖中所包括的曲線102適用于x為5的情形,并且,該圖中所包括的曲線103適用于x為10的情形。
從曲線101很顯然,在Cr作為偏析成分添加到CoPt系磁材料中的情況下,在大約250℃獲得最佳的SNRm,因?yàn)镃r表現(xiàn)出相對(duì)較高的偏析速率。另一方面,從曲線102和103很顯然,當(dāng)制造包括含Cr或Mo的垂直記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)時(shí),除了在大約250℃出現(xiàn)從Cr得到的最大值之外,在大約350℃出現(xiàn)從Mo得到的最大值。應(yīng)該理解,所述具體現(xiàn)象是因Mo和Cr中每一個(gè)都具有低偏析速率和具有高熔點(diǎn)所引起的。曲線102和103證明,在使用包含Co、Pt、Cr和Mo且不含W的垂直記錄層的情況下,可在280-450℃下,優(yōu)選在290-420℃下,更優(yōu)選在320-380℃下獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)在290℃-420℃之間溫度范圍內(nèi)制造記錄介質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.10至-0.15dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
圖2為示出Co-16at%Pt-14at%Cr-yat%W的垂直記錄層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形。該圖中所包括的曲線201適用于y為0的情形,該圖中所包括的曲線202適用于y為5的情形,并且,該圖中所包括的曲線203適用于y為10的情形。
從曲線201很顯然,在Cr作為偏析成分添加到CoPt系磁材料中的情況下,在大約250℃獲得最佳的SNRm,因?yàn)镃r表現(xiàn)出相對(duì)較高的偏析速率。另一方面,從曲線202和203很顯然,當(dāng)制造包括含Cr或W的垂直記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)時(shí),除了在大約375℃出現(xiàn)從W得到的最大值之外,與圖1一樣,在大約250℃出現(xiàn)從Cr得到的最大值。曲線202和203證明,在使用包含Co、Pt、Cr和W且不含Mo的垂直記錄層的情況下,可在280-450℃下,優(yōu)選在300-425℃下,更優(yōu)選在320-410℃下獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)在300℃-425℃之間溫度范圍內(nèi)制造記錄介質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.11至-0.16dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
圖3為示出Co-16at%Pt-14at%Cr-xat%Mo-yat%W的垂直記錄層的成膜溫度和SNRm之間關(guān)系的圖形。該圖中所包括的曲線301適用于x和y均為0的情形,該圖中所包括的曲線302適用于x和y均為5的情形,并且,該圖中所包括的曲線303適用于x和y均為10的情形。
從曲線301顯然,在Cr作為偏析成分添加到CoPt系磁材料中的情況下,在大約250℃獲得最佳的SNRm,因?yàn)镃r表現(xiàn)出相對(duì)較高的偏析速率。另一方面,從曲線302和303很顯然,當(dāng)制造包括含Co、Pt、Cr、Mo和W的垂直記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)時(shí),除了在大約350℃出現(xiàn)從W得到的最大值之外,與圖1一樣,在大約250℃出現(xiàn)從Cr得到的最大值。曲線302和303證明,在使用包含Co、Pt、Cr、Mo和W的垂直記錄層的情況下,可在280-480℃下,優(yōu)選在300-460℃下,更優(yōu)選在320-420℃下獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)在300℃-460℃之間溫度范圍內(nèi)制造記錄介質(zhì)時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.09至-0.16dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
從在圖1-3中的任一圖中獲得滿意SNRm值的成膜溫度范圍明顯看出,包括下述垂直磁層的垂直磁記錄介質(zhì)應(yīng)該在280℃-450℃之間范圍內(nèi)、優(yōu)選在300℃-400℃之間范圍內(nèi)、更優(yōu)選在320-380℃之間范圍內(nèi)形成,所述垂直磁層包含Co、Pt、Cr以及從包括Mo和W的組中選擇的添加成分。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,Mo和W被充分?jǐn)U散并且在晶粒邊界偏析,如果在上述高成膜溫度下形成垂直磁層,就有可能增強(qiáng)磁分離磁晶粒的效果,因而獲得高SNRm值和高抗熱衰減性。
本發(fā)明人還在嘗試抑制晶體取向特性的干擾并且獲得具有六邊形密集結(jié)構(gòu)的磁晶粒時(shí),研究Mo和W的合適添加量。
圖4為示出CoPtCrMo系垂直磁層的Cr含量和SNRm值之間關(guān)系的圖形。該圖中示出的曲線401適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、5at%的Mo、含量變化的Cr并且剩余為Co的情形。該圖中示出的曲線402適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、10at%的Mo、含量變化的Cr并且剩余為Co的情形。進(jìn)一步地,該圖中示出的曲線403適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、15at%的Mo、含量變化的Cr并且剩余為Co的情形。
從曲線401、402和403很顯然,在垂直磁層包含5-20at%Cr的情況下可獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)記錄介質(zhì)包含5-20at%Cr時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.12至-0.15dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
圖5為示出CoPtCrMo系垂直磁層的Mo含量和SNRm值之間關(guān)系的圖形。該圖中示出的曲線501適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、5at%的Cr、含量變化的Mo并且剩余為Co的情形。該圖中示出的曲線502適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、10at%的Cr、含量變化的Mo并且剩余為Co的情形。進(jìn)一步地,該圖中示出的曲線503適用于CoPtCrMo系垂直磁層包含16at%的Pt、15at%的Cr、含量變化的Mo并且剩余為Co的情形。
從曲線501、502和503很顯然,在垂直磁層包含5-20at%Mo的情況下可獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)記錄介質(zhì)包含5-20at%Mo時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.12至-0.14dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
圖6為示出CoPtCrMoW系垂直磁層的W成分和SNRm值之間關(guān)系的圖形。該圖中示出的曲線601適用于CoPtCrMoW系垂直磁層包含16at%的Pt、14at%的Cr、5at%的Mo、含量變化的W并且剩余為Co的情形。
從曲線601很顯然,在垂直磁層包含5-15at%的W的情況下可獲得滿意的SNRm值。而且,以50kFCI測(cè)量衰減值。當(dāng)記錄介質(zhì)包含5-15at%的W時(shí),發(fā)現(xiàn)衰減值為-0.13至-0.16dB/10年,這證明保持滿意的抗熱衰減性。
希望用于本發(fā)明中的垂直記錄層包含5-25at%的Pt和50-80at%的Co。這些成分的含量代表包含在垂直磁層中的Co基磁晶粒形成六邊形密集(HCP)結(jié)構(gòu)的范圍。
為了在本發(fā)明中所用的成膜溫度下形成垂直磁層,不可能使用具有大約250℃低耐熱溫度的常規(guī)基片,如鋁硅玻璃、化學(xué)鋼化玻璃或鍍NiP的AlMg基片。在本發(fā)明中,有可能適當(dāng)使用具有高耐熱溫度的的非磁性基片,如結(jié)晶玻璃基片、Si基片、C基片或Ti基片。
圖7為示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖。如圖所示,本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)10包括非磁性基片1和在非磁性基片1上形成的垂直磁層2。
圖8為示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖。如圖所示,本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)20基本上與圖7所示垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造相同,不同的是在非磁性基片1和垂直磁層2之間插入墊層3。
墊層3由至少一種從包括Ti、Ru、Cr、Hf、Co、Pt、B、Cu、Ta、Mo和W的組中選擇的材料形成,在一個(gè)實(shí)施例中,墊層3至少一種由從包括Ti、Ru、RuCr、Hf、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtRu、CoCrPtCu、CoCrPtTa、CoCrPtMo和CoCrPtW的組中選擇的材料形成。在一些實(shí)施例中,墊層應(yīng)由至少一種從包括Co、Cr和Pt的組中選擇的材料形成。進(jìn)而,在一些實(shí)施例中,墊層應(yīng)由至少一種從包括Co、Cr和Pt的組中選擇的材料以及至少一種從包括B、Ta、Ru和O的組中選擇的添加材料形成。
在本發(fā)明中,垂直磁膜的取向特性容易被添加的Mo和/或W干擾。從而,希望在垂直磁膜下面形成至少一個(gè)具有HCP結(jié)構(gòu)的非磁性墊層。
圖9為示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖。如圖所示,本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)30基本上與圖7所示的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造相同,不同之處在于墊層4是由第一墊層5和第二墊層6組成的雙層結(jié)構(gòu)。
如圖所示,有可能使用與圖8所示墊層3的材料相似的材料,以形成第一墊層5。
為了形成第二墊層,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,有可能使用至少一種從包括Ni、Nb、Ta、Al、W、Co、C和Ti的組中選擇的材料,在一些實(shí)施例中,有可能使用至少一種從包括NiNb、NiTa、NiAl、NiW、NiTaW、CoNb、CoW、CoTa、NiTaC、CoTaW、CoTaC、CoTaW和Ti的組中選擇的材料。
在一些實(shí)施例中,有可能使用諸如NiNb、NiTa、NiAl、NiW、NiTaW和NiTaC的Ni化合物來形成第二墊層。使用此種Ni化合物是有利的用小的膜厚獲得較高的取向控制性;以及,在墊層上形成的膜的晶粒具有合適的晶粒尺寸。
圖10為示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖。如圖所示,本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)40基本上與圖9所示的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造相同,不同的是在墊層4和非磁性基片1之間插入軟磁襯層7。
而且,有可能在軟磁襯層7和非磁性基片1之間形成硬磁層(未示出)。在垂直磁記錄介質(zhì)的制造工藝中,例如,CoCrPt和CoZrNb層以此順序在非磁性基片上形成。通過在形成CoCrPt和CoZrNb層之后在徑向上對(duì)硬磁層施加磁場(chǎng),以便對(duì)軟磁層施加偏置磁場(chǎng),從而,有可能防止產(chǎn)生疇壁。
有可能在硬磁層和非磁性基片1之間形成例如由Cr、V或NiAl制成的墊層。
軟磁襯層可由具有高磁導(dǎo)率的軟磁材料形成,所述軟磁材料例如包括CoZrNb、FeTaC、FeZrN、FeSi合金、FeAl合金、諸如坡莫合金的FeNi合金、諸如坡明德合金的FeCo系合金、諸如潘敏瓦爾合金的FeCoNi合金、MgZn系鐵氧體、MgMn系鐵體、FeAlGa、FeCuNbSiB、FeGaGe、FeGeSi、FeNiPb、FeRuGaSi、FeSiB、FeSiC、FeZrB、FeZrBCu、CoFeSiB、CoTi和CoZrTa。
在軟磁層上具有垂直磁膜的所謂“雙層垂直介質(zhì)”通過形成具有高磁導(dǎo)率的軟磁層而形成。在雙層垂直介質(zhì)中,軟磁層扮演一部分磁頭的作用,其中,從磁頭產(chǎn)生的用于磁化垂直磁膜的記錄磁場(chǎng)在水平方向上延伸,以便回到磁頭。結(jié)果,對(duì)于軟磁層,有可能提高記錄-再現(xiàn)效率。
而且,硬磁層例如由CoSm、CoPt、CoCrPt、CoCrPtB和CoCrPtcu形成。
圖11為示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的另一構(gòu)造實(shí)例的橫截面視圖。如圖所示,本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)50基本上與圖7所示的垂直磁記錄介質(zhì)的構(gòu)造相同,不同的是在墊層3和垂直記錄層2之間插入另一垂直記錄層8。
上述“另一垂直記錄膜”例如由CoPt、CoCrPt、CoCro、CoPtO、CoPtCrO、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtW、CoCrPtMo、CoCrPtCu、CoCrPtRu、CoCrPtWC、CoCrPtRuC、CoCrPtCuB、CoCrPtWB、CoCrPtTaCu、CoCrPtTaW、CoPt-SiO2和CoPtSiO形成。
順便提一下,包括在圖7-11中任一圖所示的垂直磁記錄介質(zhì)中的每個(gè)層都可適當(dāng)?shù)亟M合。
有可能在用于本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的表面上形成例如由C制成的保護(hù)層。
進(jìn)而,例如有可能通過浸漬方法,在用于本發(fā)明的垂直磁層表面或保護(hù)層表面上形成潤(rùn)滑層。
圖12為局部剖視圖,說明本發(fā)明的磁記錄-再現(xiàn)裝置的構(gòu)造。
如圖所示,在本發(fā)明中用于記錄信息的剛性結(jié)構(gòu)磁盤121安裝到主軸122上,并由主軸電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)以規(guī)定的恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)?;瑝K123例如具有單磁極型記錄頭和用于再現(xiàn)所記錄信息的MR頭,滑塊123安裝到由薄板狀片簧制成的懸架124的末端。懸架124連接到臂125的一邊,臂125例如具有用于固定驅(qū)動(dòng)線圈(未示出)的線軸部分。
作為一種直線電機(jī)的音圈電機(jī)126安裝到臂125的另一邊。音圈電機(jī)126包括纏繞在臂125的線軸上的驅(qū)動(dòng)線圈(未示出)以及磁路,所述磁路包括布置得相互面對(duì)的永久磁鐵和相對(duì)磁軛,永久磁鐵和相對(duì)磁軛以在它們之間固定驅(qū)動(dòng)線圈的方式布置。
臂125由布置在靜止臂127的上、下部分中的球軸承(未示)固定,以便由音圈電機(jī)126旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。更具體地,滑塊123在磁盤121上的位置由音圈電機(jī)126控制。順便提一下,圖中示出的參考號(hào)128代表蓋體。
實(shí)例
現(xiàn)在結(jié)合本發(fā)明的一些實(shí)例來詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)例1制備用于2.5英寸磁盤的非磁性基片,所述非磁性基片由Si基片組成。把非磁性Si基片放入真空度為1×10-5Pa的真空室中,在氣壓0.6Pa的Ar氣氛中執(zhí)行DC磁控管濺射,同時(shí)把基片溫度加熱到350℃。在第一步驟中,非磁性基片布置得面向靶,由此在DC濺射功率2.4W/cm2的條件下形成40nm厚的Cr膜,作為非磁性襯層。
在下一步驟中,在非磁性襯層上形成25mm厚的CoCrPt硬磁層,隨后在CoCrPt硬磁層上形成200nm厚的CoZrNb軟磁襯層。
接著,在CoZrNb軟磁襯層上形成5nm厚的第二墊層,由此在DC濺射功率1.4W/cm2的條件下形成Ni-30at%Nb膜。
在下一步驟中,在NiNb膜上形成15nm厚的第一墊層,由此在DC濺射功率2.4W/cm2的條件下形成非磁性HCP結(jié)構(gòu)的Ru膜。
進(jìn)而,通過使用由Co-16at%Pt-14at%Cr-5at%Mo制成的靶,而在非磁性Ru墊層上形成30nm厚的CoPtCrMo垂直磁膜。
最后,形成7nm厚的C保護(hù)層。真空容器內(nèi)其上連續(xù)形成各種膜的基片移出到空氣氣氛中,隨后通過浸漬方法在C保護(hù)層上形成1.5nm厚的全氟聚醚(PEPE)系潤(rùn)滑層,以便獲得垂直磁記錄介質(zhì)60。
圖13示意性地示出因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)60的結(jié)構(gòu)。如圖所示,垂直磁記錄介質(zhì)60包括Cr非磁性層10、CoCrPt硬磁層9、CoZrNb軟磁層7、包括NiNb第二墊層6和Ru第一墊層5的墊層4、CoPtCrMo垂直磁膜2、C保護(hù)層11以及潤(rùn)滑層,這些層以上述順序在非磁性基片1上依次層疊。
通過使用能量分散型X射線分光器(TEM-EDX)而檢查垂直磁層中元素濃度局部分布,其中,垂直磁層包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中。發(fā)現(xiàn)垂直磁層包括以下Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo和Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞Co基磁晶粒。
通過使用配置有電磁體的磁化裝置,而把1185KA/m的磁場(chǎng)向外徑向施加到包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)60中的圓形基片上,以便對(duì)硬磁層向內(nèi)徑向磁化。通過使用對(duì)磁化的垂直磁記錄介質(zhì)具有0.3μm記錄軌道寬度和0.2μm再現(xiàn)軌道寬度的單磁頭,而執(zhí)行利用磁阻效應(yīng)的記錄-再現(xiàn)特性評(píng)估。發(fā)現(xiàn)SNRm(S代表低頻信號(hào),N代表400kFCI的噪聲)為23.0dB,這是令人滿意的。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.12dB/10年,這也是令人滿意的,其中,50kFCI時(shí)的衰減值作為熱衰減的指標(biāo)。
比較實(shí)例1為了比較,與實(shí)例1相似地制備垂直磁記錄介質(zhì),不同的是通過使用Co-19at%Cr-16at%Pt靶在非磁性基片上形成30nm厚的CoCrPt層,以取代CoPtCrMo垂直磁膜。通過使用TEM-EDX而檢查因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁記錄介質(zhì)包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞Co基磁晶粒。而且,與實(shí)例1相同地評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)SNRm值為20.7dB。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.20dB/10年,這清楚地表明抗熱衰減性較差。
實(shí)例2與實(shí)例1相似地獲得垂直磁記錄介質(zhì),不同的是在對(duì)具有六邊形密集結(jié)構(gòu)的Co-37at%Cr-8at%Pt靶作用2.4W/cm2DC濺射功率的條件下形成20nm厚的非磁性CoCrPt膜,作為第一墊層。
檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo和Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
另外,通過對(duì)垂直磁記錄介質(zhì)應(yīng)用X射線衍射裝置,而對(duì)Co(00.2)峰值執(zhí)行搖擺曲線測(cè)量。發(fā)現(xiàn)峰值的半值寬度為7°,這是令人滿意的。這證明Co的取向特性是令人滿意的。而且,與實(shí)例1相同地評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為23.5dB,這是令人滿意的。并且發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.11dB/10年,這證明抗熱衰減性是令人滿意的。
比較實(shí)例2與實(shí)例1相似地獲得常規(guī)垂直磁記錄介質(zhì),不同的是通過使用具有面心立方體(FCC)結(jié)構(gòu)的Pt體作為靶而在非磁性基片上形成30nm厚的Pt膜,以提供第一墊層。
檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。然而,在垂直磁層中,晶粒邊界是不清晰的。
而且,通過對(duì)垂直磁記錄介質(zhì)應(yīng)用X射線衍射裝置,對(duì)Co(00.2)峰值執(zhí)行搖擺曲線測(cè)量。發(fā)現(xiàn)峰值的半值寬度為11°。換句話說,與在實(shí)例2中制備的垂直磁記錄介質(zhì)相比,Co基磁晶粒的晶體取向特性較差。另外,評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為19.2dB。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.25dB/10年,這表明抗熱衰減性是不令人滿意的。
實(shí)例3與實(shí)例1相似地獲得垂直磁記錄介質(zhì),不同的是在對(duì)Co-37at%Cr-8at%Pt-3at%Ta靶作用2.4W/cm2DC濺射功率的條件下形成20nm厚的非磁性CoCrPtTa膜,作為第一墊層,以取代Ru膜。
檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo和Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
另外,與實(shí)例2一樣,對(duì)因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)進(jìn)行搖擺曲線測(cè)量。發(fā)現(xiàn)峰值的半值寬度為5°。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.10dB/10年。
另外,相似地制備垂直磁記錄介質(zhì),不同的是通過添加Ru、B和O中的每個(gè)以取代Ta而形成第一墊層。有可能獲得改善SNRm值的效果,同時(shí)不降低Co基磁晶粒的晶體取向特性和抗熱衰減性。
實(shí)例4與實(shí)例1相似地獲得垂直磁記錄介質(zhì),不同的是在形成第一墊層之后,通過使用Co-19at%Cr-16at%Pt體作為靶而形成15nm厚的CoCrPt磁膜,隨后與實(shí)例1相似地在CoCrPt磁層上形成15nm厚的CoCrPtMo垂直磁層。
利用TEM-EDX檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo和Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
對(duì)因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為23.8dB,這是令人滿意的。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.11dB/10年,這證明抗熱衰減性是令人滿意的。另外,使用X射線衍射裝置對(duì)Co(00.2)峰值執(zhí)行搖擺曲線測(cè)量。發(fā)現(xiàn)峰值的半值寬度為5°。
實(shí)例5與實(shí)例1相似地制造垂直磁記錄介質(zhì),不同的是不形成非磁性Cr層、CoCrPt硬磁層和CoZrNb軟磁襯層。圖14為示出因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)70的構(gòu)造的橫截面視圖。如圖所示,垂直磁記錄介質(zhì)70構(gòu)造為包括墊層4、CoPtCrMo垂直磁膜2、C保護(hù)層11以及潤(rùn)滑層(未示出),這些層以上述順序在非磁性基片1上依次層疊,其中,墊層4包括NiNb第二墊層6和由Ru制成的第一墊層5。
利用TEM-EDX檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo和Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
與實(shí)例1相似地,對(duì)因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為22.1dB,這是令人滿意的。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.14dB/10年,這證明抗熱衰減性是令人滿意的。
比較實(shí)例3與實(shí)例1相似地制造垂直磁記錄介質(zhì),不同的是使用Co-19at%Cr-16at%Pt靶形成30nm厚的CoPtCr層,以取代CoPtCrMo垂直磁膜。
利用TEM-EDX檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Cr作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
另外,與實(shí)例1相似地評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為17.5dB,這有點(diǎn)不令人滿意。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.22dB/10年,這證明抗熱衰減性也不令人滿意。
實(shí)例6與實(shí)例1相似地制造垂直磁記錄介質(zhì),不同的是在對(duì)Co-16at%Pt-15at%Mo體作用2.4W/cm2DC濺射功率的條件下形成30nm厚的垂直磁膜,作為垂直磁層。
檢查包括在因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)中的垂直磁層的元素濃度局部分布。發(fā)現(xiàn)垂直磁層已經(jīng)構(gòu)造為包括Co基磁晶粒和晶粒邊界,所述Co基磁晶粒包含Co作為主要成分,所述晶粒邊界包含Mo作為主要成分并且布置得環(huán)繞每一個(gè)Co基磁晶粒。
而且,通過對(duì)因此獲得的垂直磁記錄介質(zhì)應(yīng)用X射線衍射裝置,而對(duì)Co(00.2)峰值執(zhí)行搖擺曲線測(cè)量。發(fā)現(xiàn)峰值的半值寬度為9°。換句話說,證明Co的晶體取向特性是令人滿意的。進(jìn)而,與實(shí)例1相同地評(píng)估記錄-再現(xiàn)特性。發(fā)現(xiàn)SNRm值為23.6dB,這也是令人滿意的。而且,發(fā)現(xiàn)50kFCI時(shí)的衰減值為-0.12dB/10年,這證明抗熱衰減性是令人滿意的。
對(duì)本領(lǐng)域中技術(shù)人員而言,容易獲得本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和變化。從而,在更廣泛的意義上,本發(fā)明不局限于在此示出和描述的具體敘述和代表性實(shí)施例。相應(yīng)地,只要不偏離由后附權(quán)利要求和它們的等效物所定義的一般發(fā)明概念的精神或范圍,就可進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種制造垂直磁記錄介質(zhì)(10)的方法,其特征在于包括通過使用包含至少一種從包括鈷、鉑、鉬和鎢的組中選擇的添加成分的磁層形成材料,在280-450℃下在非磁性基片(1)上形成磁層(2),所述磁層構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,并提供在晶粒邊界中偏析所述添加成分的垂直磁層。
2.如權(quán)利要求1所述的制造垂直磁記錄介質(zhì)(10)的方法,其特征在于在300℃-400℃下在非磁性基片(1)上形成垂直磁層(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的制造垂直磁記錄介質(zhì)(20)的方法,其特征在于進(jìn)一步包括在形成垂直磁層(2)的步驟之前,在非磁性基片(1)上形成至少一個(gè)具有六邊形密集結(jié)構(gòu)的墊層(3)。
4.如權(quán)利要求3所述的制造垂直磁記錄介質(zhì)(30)的方法,其特征在于形成墊層(4)包括形成第二墊層(6)和在第二墊層上形成第一墊層(5),其中,第二墊層(6)包含至少一種從包括鎳、鈮、鉭、鋁、鎢、鈷、碳和鈦的組中選擇的元素,第一墊層(5)包含至少一種從包括鈦、釕、鉻、鉿、鈷、鉑、硼、銅、鉭、鉬和鎢的組中選擇的元素。
5.如權(quán)利要求3所述的制造垂直磁記錄介質(zhì)(40)的方法,其特征在于進(jìn)一步包括在形成墊層(4)之前形成軟磁襯層(7)。
6.如權(quán)利要求3所述的制造垂直磁記錄介質(zhì)(50)的方法,其特征在于進(jìn)一步包括在形成垂直磁膜(2)之后和在形成墊層(4)之前,形成鈷-鉻系垂直記錄層(8)。
7.一種垂直磁記錄介質(zhì)(10),其特征在于包括非磁性基片(1);以及在280-450℃下在非磁性基片上形成的垂直磁層(2),垂直磁層(2)包含至少一種從包括鈷、鉑、鉬和鎢的組中選擇的添加成分,并且構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,在垂直磁層內(nèi)的晶粒邊界中偏析所述添加成分。
8.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(10),其特征在于垂直磁記錄層(2)包含數(shù)量為5-20原子%的鉻。
9.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(10),其特征在于垂直磁記錄層(2)包含數(shù)量為5-20原子%的鉬。
10.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(10),其特征在于垂直磁記錄層(2)包含數(shù)量為5-15原子%的鎢。
11.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(10),其特征在于在300-400℃下在非磁性基片(1)上形成垂直磁層(2)。
12.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(20),其特征在于進(jìn)一步包括具有六邊形密集結(jié)構(gòu)并插入到非磁性基片(1)和垂直磁層(2)之間的至少一個(gè)墊層(3)。
13.如權(quán)利要求12所述的垂直磁記錄介質(zhì)(30),其特征在于墊層(4)包含從包括鈷、鉻和鉑的組中選擇的至少一種元素。
14.如權(quán)利要求13所述的垂直磁記錄介質(zhì)(30),其特征在于墊層(3)進(jìn)一步包含至少一種從包括硼、鉭、釕和氧的組中選擇的元素。
15.如權(quán)利要求12所述的垂直磁記錄介質(zhì)(30),其特征在于墊層(4)包括第一墊層(5)和第二墊層(6),其中,第一墊層(5)包含至少一種從包括鈦、釕、鉻、鉿、鈷、鉑、硼、銅、鉭、鉬和鎢的組中選擇的元素,第二墊層(6)在非磁性基片(1)相對(duì)于第一墊層(5)的一側(cè)上形成,并且包含至少一種從包括鎳、鈮、鉭、鋁、鎢、鈷、碳和鈦的組中選擇的元素。
16.如權(quán)利要求15所述的垂直磁記錄介質(zhì)(30),其特征在于第二墊層(6)包含至少一種從包括NiNb、NiTa、NiAl、NiW、NiTaW和NiTaC的組中選擇的材料。
17.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(50),其特征在于進(jìn)一步包括至少一個(gè)插入到墊層(4)和垂直磁層(2)之間的鈷-鉻系垂直記錄層(8)。
18.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)(40),其特征在于進(jìn)一步包括至少一個(gè)插入到墊層(4)和非磁性基片(1)之間的軟磁襯層(7)。
19.一種磁記錄-再現(xiàn)裝置,其特征在于包括包括非磁性基片和垂直磁層的垂直磁記錄介質(zhì)(121),其中,垂直磁層在280-450℃下在非磁性基片上形成,并包含至少一種從包括鈷、鉑、鉬和鎢的組中選擇的添加成分,并且垂直磁層構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,在垂直磁層內(nèi)的晶粒邊界中偏析所述添加成分。用于支撐和旋轉(zhuǎn)垂直磁記錄介質(zhì)的機(jī)構(gòu);磁頭(123),包括用于在垂直磁記錄介質(zhì)(121)中記錄信息的元件和用于再現(xiàn)所記錄信息的另一元件;以及支撐磁頭的滑架組件(124、125),所述組件使磁頭(123)相對(duì)于垂直磁記錄介質(zhì)(121)是可運(yùn)動(dòng)的。
20.如權(quán)利要求19所述的磁記錄-再現(xiàn)裝置,其特征在于磁頭是單磁極頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及垂直磁記錄介質(zhì)、其制造方法以及磁記錄-再現(xiàn)裝置,其中的垂直磁記錄介質(zhì)(10)包括在280-450℃下用磁層形成材料形成的垂直磁層(2),所述磁層形成材料包含至少一種從包括鈷、鉑、鉻、鉬和鎢的組中選擇的添加成分,垂直磁層(2)構(gòu)造為包括相互之間被晶粒邊界分離開的多個(gè)磁晶粒,并且提供在晶粒邊界中偏析所述添加成分的垂直磁層(2)。
文檔編號(hào)G11B5/65GK1505006SQ200310118358
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者巖崎剛之, 彥坂和志, 及川壯一, 中村太, 酒井浩志, 清水謙治, 坂脇彰, 一, 志, 治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 昭和電工株式會(huì)社