專利名稱：垂直磁記錄介質(zhì)、其制造方法及磁存儲(chǔ)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垂直磁記錄介質(zhì)、制造所述介質(zhì)的方法，以及磁存儲(chǔ)器件，并且具體地說涉及包括其中磁性顆粒被非磁性材料隔開的磁性層的垂直磁記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
最近，磁存儲(chǔ)器件，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器持續(xù)地被廣泛用于計(jì)算機(jī)中，因?yàn)樗鼈兙哂械偷拿勘忍貎r(jià)格，并且存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)，從而增加了它們的容量。隨著對(duì)磁存儲(chǔ)器件快速增加的需求，尤其是磁存儲(chǔ)器件對(duì)數(shù)字音頻/圖像相關(guān)應(yīng)用的應(yīng)用，需要進(jìn)一步增加磁存儲(chǔ)器件的容量以存儲(chǔ)視頻信號(hào)。
為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)高容量和低價(jià)格，試圖增加磁存儲(chǔ)器件中磁存儲(chǔ)介質(zhì)的記錄密度，從而可能減少磁存儲(chǔ)器件中的磁存儲(chǔ)介質(zhì)數(shù)量。另外，通過增加記錄密度，可能減少磁頭和其它部件的數(shù)量，從而降低磁存儲(chǔ)器件的價(jià)格。
通過增加記錄分辨率并降低噪聲而提高信噪比(S/N)，可以增加磁存儲(chǔ)介質(zhì)的記錄密度。在相關(guān)技術(shù)中，為了降低噪聲，已經(jīng)實(shí)施構(gòu)成磁存儲(chǔ)介質(zhì)記錄層磁性顆粒的微型化和磁性顆粒的磁性隔離。
在垂直磁記錄介質(zhì)中，在襯底上施用由軟磁性材料形成的輔助層，并且在輔助層上堆疊記錄層，形成垂直磁記錄介質(zhì)。
記錄層通常由CoCr基合金形成，并且在連續(xù)加熱襯底的同時(shí)，通過濺射CoCr基合金到襯底上而被施用到襯底上。在CoCr基合金記錄層中，出現(xiàn)富Co的CoCr基合金磁性顆粒，以及繞著磁性顆粒形成邊界的非磁性Cr，因而相鄰的磁性顆粒被隔離。
另一方面，當(dāng)從垂直磁記錄介質(zhì)再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，軟磁輔助層形成磁回路，磁通流入磁頭。如果軟磁材料是晶體，在軟磁材料中形成磁疇，并且產(chǎn)生尖峰噪聲。
為了降低所述噪聲，通常由很難形成磁疇的材料，例如無定形材料或微粒狀晶體來形成軟磁輔助層。此外，為了避免軟磁輔助層的結(jié)晶，在形成記錄層時(shí)，限制加熱溫度。
因此，為了實(shí)現(xiàn)磁性顆粒的隔離，已經(jīng)研究使用不需要高溫加熱的記錄層。舉例來說，在記錄層中，CoCr基合金磁性顆粒被SiO2非磁性母相隔離。此外，建議了在記錄層下面形成Ru薄膜(下面稱作底層)，以至于磁性顆?；旧弦缘乳g隔生長。舉例來說，日本公開專利申請(qǐng)第2003-217107號(hào)和日本公開專利申請(qǐng)第2003-346334號(hào)公開了涉及該技術(shù)的發(fā)明。
但是，如果在記錄層下面只形成Ru層，磁性顆粒的晶體在Ru薄膜粒狀晶體的表面上生長，并且取決于粒狀晶體的大小和排列，磁性顆?？赡鼙舜私Y(jié)合；結(jié)果磁性顆粒間不能實(shí)現(xiàn)充分地隔離，磁性顆粒的直徑分布變得更寬，并且因此介質(zhì)中產(chǎn)生的噪聲增加。
另一方面，如果相鄰的磁性顆粒以規(guī)則間隔形成，在Ru薄膜下必需形成籽層來控制Ru薄膜粒狀晶體的生長。在此情況下，需要多層籽層的堆疊結(jié)構(gòu)，并且這使籽層變厚。結(jié)果，軟磁輔助層和記錄層間的距離是大的，并且這增加了記錄所需的磁頭磁場。此外，因?yàn)榇蓬^磁場的分布變得更寬，相鄰磁道上的數(shù)據(jù)可能被偶然擦除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目標(biāo)是解決相關(guān)技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的更具體目標(biāo)是提供包括記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)，記錄層具有適當(dāng)直徑分布的柱狀顆粒結(jié)構(gòu)，且磁性顆粒均勻排列，制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法以及磁存儲(chǔ)器件。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括襯底、襯底上的軟磁輔助層、軟磁輔助層上由無定形材料形成的籽層；籽層上由Ru或Ru合金形成的底層；以及底層上的記錄層。
底層包括多個(gè)粒狀晶體，每個(gè)在垂直于襯底表面的方向上生長，以及多個(gè)彼此隔離粒狀晶體的間隙。
記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相。
根據(jù)本發(fā)明，底層中的粒狀晶體在被間隙彼此隔離的同時(shí)生長。因此，底層上記錄層中的磁性顆粒也被彼此隔離。結(jié)果，改善了磁性顆粒直徑的分布，磁性顆粒間的磁性相互作用降低或變得更均勻，垂直磁記錄介質(zhì)中的噪聲降低，并且這增加了記錄密度。
作為一個(gè)實(shí)施方案，從底層的底部至底層和記錄層間的界面形成間隙。
作為一個(gè)實(shí)施方案，底層中粒狀晶體間的間隔在從1納米至2納米的范圍內(nèi)。
作為一個(gè)實(shí)施方案，底層中粒狀晶體的平均直徑在從2納米至10納米的范圍內(nèi)。
作為一個(gè)實(shí)施方案，底層的厚度在從2納米至16納米的范圍內(nèi)。
作為一個(gè)實(shí)施方案，垂直磁記錄介質(zhì)進(jìn)一步在籽層和底層間包括第二底層。第二底層包括多個(gè)由Ru或Ru合金形成的粒狀晶體和多個(gè)多晶膜。每個(gè)多晶膜在相鄰粒狀晶體的邊界處形成，并且相鄰粒狀晶體通過這些邊界而被彼此連接。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵谧褜雍偷讓娱g提供了包括粒狀晶體和多晶膜的第二底層，改善了底層中粒狀晶體的晶體取向，并且記錄層中磁性顆粒的晶體取向被進(jìn)一步改善。結(jié)果，可能降低兩個(gè)底層的總厚度，并且排列軟磁輔助層來使之接近記錄層。因此，可能降低記錄的磁頭磁場，并且降低記錄時(shí)磁場的泄漏。
作為一個(gè)實(shí)施方案，籽層由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg、Pt，以及Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg和Pt的合金，或者NiP的至少一種的材料來形成。此外，籽層是單層，并且籽層的厚度從1納米至10納米。
作為一個(gè)實(shí)施方案，記錄層中的磁性顆粒由Ni、Fe、Co、Ni基合金、Fe基合金、包括CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M的Co基合金之一來形成，其中M代表包括B、Mo、Nb、Ta、W、Cu，及其合金中至少一種的材料。記錄層中的不混溶相由包括Si、Al、Ta、Zr、Y和Mg中至少一種，以及O、C和N中至少一種的化合物來形成。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包括含磁頭的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，以及垂直磁記錄介質(zhì)的磁存儲(chǔ)器件。
垂直磁記錄介質(zhì)包括襯底、襯底上的軟磁輔助層、軟磁輔助層上由無定形材料形成的籽層；籽層上由Ru或Ru合金形成的底層；以及底層上的記錄層。
底層包括多個(gè)粒狀晶體，每個(gè)在垂直于襯底表面的方向上生長，以及多個(gè)彼此隔離粒狀晶體的間隙。
記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相。
根據(jù)本發(fā)明，可能降低磁存儲(chǔ)器件中垂直磁記錄介質(zhì)的噪聲，并且因?yàn)檐洿泡o助層和記錄層可以被排列得彼此接近，所以可以降低記錄時(shí)磁頭磁場的泄漏。因此，可以增加線記錄密度和磁道密度，并且實(shí)現(xiàn)高密度記錄。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供了制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法，所述方法包括步驟在襯底上形成軟磁輔助層；軟磁輔助層上由無定形材料形成籽層；籽層上由Ru或Ru合金形成底層；以及在底層上形成記錄層。記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相。
在形成底層的步驟中，以從0.1nm/sec至2nm/sec范圍內(nèi)的沉積速率，在設(shè)定為從2.66Pa至26.6Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射在籽層上沉積底層。
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)置形成底層的沉積速率在預(yù)定的范圍內(nèi)，并且設(shè)置氣氛壓力在預(yù)定的范圍內(nèi)，可以形成粒狀晶體由間隙隔離的底層。結(jié)果，改善了磁性顆粒直徑的分布，磁性顆粒間的磁性相互作用降低或變得更均勻，并且垂直磁記錄介質(zhì)中的噪聲降低。這可能增加記錄密度。
作為一個(gè)實(shí)施方案，制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法進(jìn)一步包括在形成籽層步驟后，并且在形成底層步驟前形成第二底層的步驟。在形成第二底層的步驟中，以從2nm/sec至8nm/sec范圍內(nèi)的沉積速率，在設(shè)定為從0.26Pa至2.6Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射沉積第二底層。
作為一個(gè)實(shí)施方案，在形成記錄層的步驟中，在設(shè)置為從2Pa至8Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射沉積記錄層。
作為一個(gè)實(shí)施方案，在從形成籽層的步驟至形成記錄層的步驟期間，襯底的溫度被設(shè)置為不高于150℃。
本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)，特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面參考附圖給出的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明中變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)的示意性剖面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10部分放大的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)的示意性剖面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)20部分放大的示意圖。
圖5表示實(shí)施例1和實(shí)施例2描述的底層Ru薄膜和記錄層CoCrPt磁性顆粒的晶體取向。
圖6A和6B表示實(shí)施例1和實(shí)施例2中Ru薄膜和記錄層的晶體性質(zhì)。
圖7是實(shí)施例2中形成的垂直磁記錄介質(zhì)記錄層的平面TEM圖像的示意圖，闡述了磁性顆粒和不混溶相。
圖8是表示圖7闡述的磁性顆粒和不混溶相組成的表格。
圖9圖示了實(shí)施例3、4和5中描述的垂直磁記錄介質(zhì)的垂直矯頑力與底層厚度之間的關(guān)系曲線。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案磁存儲(chǔ)器件40主要部分的示意圖。
圖11是磁頭48的示意剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
第一實(shí)施方案圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)的示意性剖面圖。
如圖1所述，垂直磁記錄介質(zhì)10包括襯底11和依次堆疊在襯底11上的軟磁輔助層12、籽層13、底層14、記錄層15、保護(hù)膜16及潤滑層18。
在參照?qǐng)D2描述的底層14中，粒狀晶體被形成得彼此隔離。
在垂直磁記錄介質(zhì)10中，因?yàn)橛涗泴?5中的磁性顆粒在底層14中的粒狀晶體上生長，所以改善了磁性顆粒的隔離條件，結(jié)果降低了垂直磁記錄介質(zhì)10中的噪聲，并且垂直磁記錄介質(zhì)10能夠高密度地記錄。
舉例來說，襯底11由塑料、晶形玻璃、強(qiáng)化玻璃、硅，或鋁合金形成。當(dāng)垂直磁記錄介質(zhì)10是磁帶時(shí)，襯底11可以由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘酸乙二醇酯)，或耐熱聚酰胺薄膜形成。在本實(shí)施方案中，襯底11可以由這些樹脂基材料制備，因?yàn)樵诒緦?shí)施方案中不需要加熱襯底11。
舉例來說，軟磁輔助層12厚度為50納米至2微米，并且由包括Fe、Co、Ni、Al、Si、Ta、Ti、Zr、Hf、V、Nb、C和B的至少一種的無定形合金或微晶合金，或者這些合金的堆疊層形成。從集中磁頭記錄磁場的角度來看，優(yōu)選使用具有1.0T或更大飽和磁通密度的軟磁材料。舉例來說，所述材料可以由FeSi、FeAlSi、FeTaC、CoZrNb、CoCrNb和NiFeNb組成。軟磁輔助層12可以由電鍍、濺射、蒸氣沉積，或CVD(化學(xué)氣相沉積)來形成。
因?yàn)檐洿泡o助層12吸收了幾乎所有來自記錄頭的磁通，所以為了實(shí)施飽和記錄，優(yōu)選的是飽和磁通密度Bs和膜厚大。另外，從以高傳輸速率寫入的角度來看，優(yōu)選的是軟磁輔助層12具有大的高頻磁導(dǎo)率。
舉例來說，籽層13厚度為1.0納米至10納米，并且由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg、Pt，或任何這些材料的合金，或者NiP的至少之一的材料來形成。
籽層13沿著厚度方向取向底層14粒狀晶體的c軸，并且在表面方向上均勻地分布粒狀晶體。
從取向底層14的角度來看，優(yōu)選籽層13由Ta形成。
為了接近軟磁輔助層12和記錄層15，優(yōu)選籽層13是由Ta形成的單層，并且優(yōu)選籽層13的厚度從1納米至5納米。當(dāng)然，籽層13可以是Ta薄膜的堆疊層。
底層14優(yōu)選地由具有hcp晶體結(jié)構(gòu)的Ru形成，或者Ru作為主要組分并且具有hcp晶體結(jié)構(gòu)的Ru-M合金來形成。此處，M代表包括Co、Cr、Fe、Ni和Mn至少之一的材料。
優(yōu)選地，底層14的厚度在從2納米至16納米的范圍內(nèi)。如果底層14的厚度小于2納米，底層14的晶體性質(zhì)降低，并且如果底層14的厚度大于16納米，粒狀晶體的晶體取向降低，并且這會(huì)導(dǎo)致記錄期間磁頭磁場的泄漏。
從隔離粒狀晶體角度來看，優(yōu)選底層14的厚度從3納米至16納米。
此外，從空間損失的角度來看，優(yōu)選底層14的厚度從3納米至10納米。
當(dāng)?shù)讓?4由具有hcp晶體結(jié)構(gòu)的材料，例如Ru或Ru-M合金來形成時(shí)，因?yàn)橛涗泴?5的磁性顆粒也具有hcp晶體結(jié)構(gòu)，記錄層15磁性顆粒的易磁化軸基本上垂直于襯底11表面取向。
從良好晶體生長的角度來看，優(yōu)選底層14由Ru形成。
下面，描述底層14和底層14上的記錄層15。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10部分放大的示意圖。
如圖2所示，底層14包括粒狀晶體14a和彼此隔離粒狀晶體14a的間隙14b。
粒狀晶體14a由Ru晶體或Ru-M晶體合金形成。粒狀晶體14a是柱狀，在籽層13厚度方向上籽層13的表面上生長，并且達(dá)到底層14和記錄層15之間的界面。每個(gè)粒狀晶體14a包括一個(gè)或多個(gè)單晶區(qū)。
如圖2所述，間隙14b從底層14的底部至底層14和記錄層15之間的界面來形成，以至于包含粒狀晶體14a?？蛇x地，間隙14b在接近底層14的上面部分時(shí)被形成得逐漸增大。
從TEM(透射電子顯微鏡)獲得由本發(fā)明方法形成的垂直磁記錄介質(zhì)10的剖面圖中，本發(fā)明人可以觀察到粒狀晶體14a上部周圍比粒狀晶體14a下部具有更寬的間隙14b。
通過形成具有上述結(jié)構(gòu)的底層14，底層14的粒狀晶體14a表面上的記錄層15中磁性顆粒15a被適當(dāng)?shù)乇舜烁綦x。
如下所述，在設(shè)定為預(yù)定范圍內(nèi)的Ar或其它惰性氣體壓力下，并且在設(shè)定為預(yù)定范圍內(nèi)的底層14的沉積速率下，可以形成具有上述結(jié)構(gòu)的底層14。
優(yōu)選表面方向上粒狀晶體14a的平均直徑D1被設(shè)置為從2納米至10納米，更優(yōu)選為從5納米至10納米。因?yàn)檫@樣，容易控制在底層14的粒狀晶體14a上生長的記錄層15中磁性顆粒15a的直徑。
優(yōu)選間隙14b的平均寬度X1被設(shè)置為從1納米至2納米。因?yàn)檫@樣，容易控制記錄層15中磁性顆粒15a間的間距。
舉例來說，記錄層15厚度為6納米至20納米，并且包括大量柱狀磁性顆粒15a和物理上彼此隔離相鄰的磁性顆粒15a的非磁性不混溶相15b。
磁性顆粒柱15a在記錄層15的厚度方向上取向，并且非磁性不混溶相15b填充在記錄層15的磁性顆粒15a之間。
磁性顆粒15a可以由Ni、Fe、Co、Ni基合金、Fe基合金、包括CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M的Co基合金之一來形成。此處，M代表包括B、Mo、Nb、Ta、W、Cu和它們?nèi)魏魏辖鹬辽僦坏牟牧稀?br> 每個(gè)磁性顆粒15a具有基本上垂直于記錄層15表面，即在記錄層15的厚度方向上的易磁化軸。當(dāng)構(gòu)成磁性顆粒15a的鐵磁性合金具有hcp晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，(001)面通過厚度方向，即生長方向。
當(dāng)磁性顆粒15a舉例來說由CoCrPt合金形成時(shí)，Co的原子含量被設(shè)置為50％至80％，Cr的原子合量被設(shè)置為5％到20％，并且Pt的原子含量被設(shè)置為15％至30％。與相關(guān)技術(shù)中的垂直磁記錄介質(zhì)相比，Pt的原子含量是高的。因?yàn)檫@樣，可以增加垂直方向上磁場的各向異性并獲得大的矯頑力。
傳統(tǒng)上，已公認(rèn)Cr基材料底層上很難實(shí)現(xiàn)外延生長。通過使用上述用于根據(jù)本實(shí)施方案磁性顆粒15a的材料，可以形成具有良好晶體性質(zhì)的磁性顆粒15a。
不混溶相15b由與構(gòu)成磁性顆粒15a的鐵磁性合金不混溶并且不會(huì)與之形成化合物的非磁性材料形成。不混溶相15b可以由包括Si、Al、Ta、Zr、Y和Mg至少一種，以及O、C和N至少之一的化合物，例如SiO2、Al2O3、Ta2O3、ZrO2、Y2O3、TiO2、MgO或者其它氧化物，Si3N4、AlN、TaN、ZrN、TiN、Mg3N2或者其它氮化物，或者例如SiC、TaC、ZrC、TiC的碳化物來形成。
由于由非磁性材料形成的不混溶相15b，相鄰的磁性顆粒15a被物理隔離，并且降低了磁性顆粒15a間的磁性相互作用，所以降低了垂直磁記錄介質(zhì)10中的噪聲。
優(yōu)選不混溶相15b由絕緣的非磁性材料形成，因此可以降低由于產(chǎn)生鐵磁性的電子隧穿效應(yīng)引起的磁性顆粒15a之間的磁性相互作用。
優(yōu)選不混溶相15b的體積濃度舉例來說被設(shè)置在相對(duì)于記錄層15的體積從2％至40％的范圍內(nèi)。如果不混溶相15b的濃度低于2％，相鄰的磁性顆粒15a不會(huì)被充分地隔離。如果不混溶相15b的濃度高于40％，記錄層的飽和磁化率顯著降低，并且再現(xiàn)輸出降低。
從隔離磁性顆粒15a和垂直取向分布的角度來看，優(yōu)選設(shè)置不混溶相15b的體積濃度相對(duì)于記錄層15的體積在從8％至30％的范圍內(nèi)。
返回圖1，舉例來說，保護(hù)膜16厚度在0.5納米至15納米，并且可以由無定形碳、氫化碳、氮化碳、氧化鋁等來形成。
舉例來說，潤滑層18厚度在0.5納米至5納米，并且通過具有PFPE(全氟烴基聚醚)主鏈的潤滑劑形成。潤滑劑舉例來說可以是Zdol、Z25(這兩種是Monte Fluos Company公司的產(chǎn)品)，或者AM3001。根據(jù)保護(hù)膜16的材料，可以提供或者省略潤滑層18。
在本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10中，底層14中的粒狀晶體14a在彼此被間隙14b隔離的同時(shí)生長，并且在粒狀晶體14a上，也形成彼此被隔離的記錄層15的磁性顆粒15a。因此，磁性顆粒15a的直徑被適當(dāng)分布，磁性顆粒15a之間的磁性相互作用降低，或者變得均勻，因此降低了垂直磁記錄介質(zhì)10中的噪聲。
下面，參照?qǐng)D1解釋制造根據(jù)本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10的方法。
首先，在清潔并干燥襯底11的表面后，通過無電電鍍、電鍍、濺射或蒸氣沉積在襯底11上沉積軟磁輔助層12。
接著，通過濺射由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg、Pt，或任何這些金屬的合金，或者NiP至少一種材料構(gòu)成的靶來在軟磁輔助層12上形成籽層13。
優(yōu)選使用可以被抽真空至10-7Pa的超高真空濺射設(shè)備。
舉例來說，在設(shè)置為0.4Pa Ar氣氣氛壓力的Ar氣氣氛中，通過DC磁控管形成籽層13。在該處理中優(yōu)選不加熱襯底11。在不加熱襯底11下，可以阻止軟磁輔助層12中微晶的晶化或生長。當(dāng)然，襯底11可以被加熱至不會(huì)導(dǎo)致軟磁輔助層12中微晶的晶化或生長的溫度。舉例來說，襯底11可以被加熱至不高于150℃的溫度。
籽層13可以在冷卻襯底11至-100℃，或者甚至更低但不超過制造設(shè)備溫度不能忍受的極限的溫度時(shí)來形成。
襯底11的加熱或冷卻過程按照形成籽層13、底層14和記錄層15時(shí)的相同方式來實(shí)施。
接著，通過濺射由Ru或Ru-M合金構(gòu)成的靶在籽層13上形成底層14。舉例來說，在惰性氣體，例如Ar氣氣氛中，通過使用DC磁控管形成底層14。
在該過程期間，舉例來說通過濺射在籽層13上沉積底層14的速率被設(shè)置為從0.1納米/秒至2納米/秒的范圍內(nèi)，并且氣氛壓力被設(shè)置為從2.66Pa至26.6Pa下。通過如此設(shè)置沉積速率和氣體壓力，可以形成包括粒狀晶體14a和間隙14b的底層14。
如果沉積速率低于0.1納米/秒，產(chǎn)量顯著降低，并且如果沉積速率高于2納米/秒，不能形成間隙14b，而是形成粒狀晶體14a和粒狀晶體14a的邊界的連續(xù)結(jié)構(gòu)，如同在第二實(shí)施方案中所述。
如果惰性氣體的壓力被設(shè)置為低于2.66Pa，不能形成間隙14b，而是形成粒狀晶體14a和粒狀晶體14a的邊界的連續(xù)結(jié)構(gòu)。如果惰性氣體的壓力被設(shè)置為高于26.6Pa，惰性氣體吸附到粒狀晶體14a上，從而降低了粒狀晶體14a的晶體性質(zhì)。
與形成籽層13相似，優(yōu)選在形成底層14時(shí)，襯底11不加熱。濺射功率在此情況下舉例來說為50W。
接著，通過濺射由上述材料構(gòu)成的靶，在底層14上形成記錄層15。
舉例來說，濺射靶是由磁性顆粒15a的磁性材料和不混溶相15b的非磁性材料構(gòu)成的復(fù)合靶。具體地說，用于磁性顆粒15a的磁性材料可以是Ni、Fe、Co、Ni基合金、Fe基合金、包括CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M(M代表包括B、Mo、Nb、Ta、W、Cu和它們?nèi)魏蔚暮辖鸬牟牧?的Co基合金之一，并且用于不混溶相15b的非磁性材料可以是包括Si、Al、Ta、Zr、Y和Mg至少一種，以及O、C和N至少一種的化合物，例如SiO2、Al2O3、Ta2O3、ZrO2、Y2O3、TiO2、MgO，或Si3N4、AlN、TaN、ZrN、TiN、Mg3N2，或SiC、TaC、ZrC、TiC。
在惰性氣體或者添加有氧氣或氮?dú)獾亩栊詺怏w氣氛中，使用DC磁控管形成記錄層15。如上所述，這些組分存在于不混溶相15b中。設(shè)置氣氛的壓力為從2Pa至8Pa的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地從2Pa至3.99Pa的范圍內(nèi)。
代替上述由磁性材料和非磁性材料構(gòu)成的復(fù)合濺射靶，可以單獨(dú)提供兩個(gè)靶，一個(gè)由磁性顆粒15a的磁性材料構(gòu)成，另一個(gè)由不混溶相15b的非磁性材料構(gòu)成。
應(yīng)當(dāng)指出從形成籽層12的步驟到形成記錄層15的步驟，優(yōu)選保持襯底11上的各層在真空中或者在它們形成狀態(tài)下的氣氛中，因?yàn)檫@會(huì)保持各層表面的清潔。
接著，通過濺射，或CVD，或FCA(過濾陰極電弧放電)在記錄層15上形成保護(hù)膜16。
接著，通過牽拉，或旋涂，或液體表面抽空(liquid surfacedepression)，在保護(hù)膜16上施用潤滑層18。
在這種方式下，形成了本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10。
在本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10的制造方法中，因?yàn)榈讓?4在預(yù)定范圍內(nèi)的底層14沉積速率和設(shè)置在預(yù)定范圍內(nèi)的惰性氣體氣氛壓力下形成，所以容易形成粒狀晶體14a由間隙14b隔離的底層14，并且可能實(shí)現(xiàn)適當(dāng)安排粒狀晶體14a和粒狀晶體14a的隔離。
第二實(shí)施方案在根據(jù)第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)中，在籽層和底層之間進(jìn)一步提供另一個(gè)底層。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)20的示意性剖面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)20部分放大的示意圖。
在圖3和圖4中，使用相同的參考數(shù)字表示與前面實(shí)施方案相同的元件，并且省略了重復(fù)的說明。此外，在圖3和圖4中，與圖1和圖2中所示相同的底層14稱作“第一底層14”，并且新提供的底層稱作“第二底層21”。
如圖3和圖4所述，垂直磁記錄介質(zhì)20包括襯底11和依次堆疊在襯底11上的軟磁輔助層12、籽層13、第二底層21、第一底層14、記錄層15、保護(hù)膜16及潤滑層18。
在垂直磁記錄介質(zhì)20中，在籽層13和第一底層14之間提供了第二底層21。由與第一底層14相同的材料形成的第二底層21是具有良好晶體性質(zhì)的連續(xù)薄膜。由于第二底層21，改善了第一底層14粒狀晶體14a的的晶體取向，并且這會(huì)進(jìn)一步改善記錄層15中磁性顆粒15a的晶體取向。
第二底層21由與第一底層14相同的材料形成，即第二底層21優(yōu)選由具有hcp晶體結(jié)構(gòu)的Ru或者具有hcp晶體結(jié)構(gòu)并且Ru作為主要組分的Ru-M(M代表包括Co、Cr、Fe、Ni和Mn至少之一的材料)來形成。
如圖4所述，第二底層21包括粒狀晶體21a和粒狀晶體邊界21b。
粒狀晶體21a基本上與第一底層14的粒狀晶體14a相同。
粒狀晶體邊界21b是粒狀晶體21a的邊界，并且每個(gè)粒狀晶體邊界21b由Ru原子或Ru-M合金的原子來形成，并且這些原子可以是無定形的或者形成微晶。
因?yàn)榈诙讓?1是相鄰粒狀晶體21a通過粒狀晶體邊界21b而彼此連接的連續(xù)薄膜，所以第二底層21具有良好的晶體性質(zhì)。第二底層21的(001)面方向垂直于襯底。此外，第一底層14在接近第二底層21的界面處具有良好的晶體性質(zhì)，因此改善了第一底層14中粒狀晶體14a的晶體性質(zhì)和晶體取向，并且這進(jìn)一步改善了記錄層15中磁性顆粒15a的晶體性質(zhì)和晶體取向。
優(yōu)選第二底層21的厚度從2納米至14納米，并且第一底層14和第二底層21的總厚度從4納米至16納米，并且從空間損失角度來看，優(yōu)選第一底層14和第二底層21的總厚度從4納米至11納米。
下面，參照?qǐng)D3和圖4解釋制造根據(jù)本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)20的方法。
除了形成第二底層21的附加步驟外，制造本實(shí)施方案垂直磁記錄介質(zhì)20的方法與前面所述的實(shí)施方案中基本相同。
下面解釋第二底層21的形成，適當(dāng)省略其他步驟的描述。
通過濺射由Ru或Ru-M合金構(gòu)成的靶在籽層13上形成第二底層21。舉例來說，在惰性氣體，例如Ar氣氣氛中，通過使用DC磁控管形成第二底層21。
在該過程期間，舉例來說通過濺射在籽層13上沉積第二底層21的速率被設(shè)置為從2納米/秒至8納米/秒的范圍內(nèi)，并且惰性氣體氣氛壓力被設(shè)置為從0.26Pa至2.66Pa，并且優(yōu)選從0.26Pa至1.33Pa。通過如此設(shè)置沉積速率和氣體壓力，可以形成包括粒狀晶體121a和由粒狀晶體邊界21b形成的多晶的第二底層21。
如果沉積速率設(shè)置為低于2納米/秒，因?yàn)闅怏w氣氛的壓力，形成與第一底層14中的間隙14b相同的間隙，這會(huì)導(dǎo)致與第一底層14相同的薄膜結(jié)構(gòu)。如果沉積速率被設(shè)置為高于8納米/秒，在形成第一底層14時(shí)很難控制第一底層14的厚度。
如果惰性氣體的壓力被設(shè)置為低于0.26Pa，濺射設(shè)備中的等離子體放電變得不穩(wěn)定，并且在這種條件下形成的第二底層21的晶體性質(zhì)下降。如果惰性氣體的壓力被設(shè)置為高于2.66Pa，因?yàn)槌练e速率，形成與第一底層14中相同的間隙，并且這會(huì)導(dǎo)致與第一底層14相同的薄膜結(jié)構(gòu)。
出于相同原因，優(yōu)選在形成第二底層21時(shí)，襯底11不加熱。在此情況下，濺射功率舉例來說為300W。
在垂直磁記錄介質(zhì)20中，在籽層13和第一底層14之間提供了包括粒狀晶體21a和粒狀晶體邊界21b的第二底層21。由于所述第二底層21，改善了第一底層14中粒狀晶體14a的晶體取向，并且這進(jìn)一步改善了記錄層15中磁性顆粒15a的晶體取向。結(jié)果，可以降低第一底層14和第二底層21的總體厚度，并且使軟磁輔助層12和記錄層15彼此更加接近。所以，可以降低用于記錄的磁頭磁場，并且降低了記錄時(shí)磁頭磁場的泄漏。
在垂直磁記錄介質(zhì)20中，第一底層14的厚度可以做得小于第一實(shí)施方案中的底層14，因此可以改善第一底層14的表面性質(zhì)。因?yàn)橛涗泴?5和保護(hù)層16受到第一底層14表面性質(zhì)的影響，所以可以實(shí)現(xiàn)具有良好表面性質(zhì)的垂直磁記錄介質(zhì)。結(jié)果，可以降低磁頭和垂直磁記錄介質(zhì)20之間的空間損失，并且增加記錄密度。
下文中提供了垂直磁記錄介質(zhì)10和20的實(shí)施例。
實(shí)施例1本實(shí)施例表示具有與第一實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)10相同結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)。
本實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)從襯底側(cè)依次包括Si襯底、無定形氧化硅薄膜、軟磁輔助層、籽層、底層、16納米的記錄層和保護(hù)膜。
軟磁輔助層由CoZrNb膜形成并且厚度為20納米。籽層由Ta膜形成并且厚度為3納米。底層由Ru膜形成并且厚度為13.2納米。在通過濺射形成記錄層時(shí)，濺射靶包括88.5％體積的Co67Cr7Pt26和11.5％體積的SiO2。保護(hù)膜由碳膜形成并且厚度為3納米。
CoZrNb薄膜、Ta膜和碳膜在0.399Pa(或3毫托)壓力的Ar氣氣氛中使用DC磁控管形成。Ru膜在5.32Pa壓力的Ar氣氣氛中，以0.55納米/秒的沉積速率形成。記錄層在2.66Pa壓力的Ar氣氣氛中通過使用RF濺射設(shè)備來形成。當(dāng)形成所述薄膜時(shí)，Si襯底沒有加熱。
從通過TEM(透射電子顯微鏡)獲得的本實(shí)施例垂直磁記錄介質(zhì)中Ru薄膜的剖面圖中，可以看出相鄰的粒狀晶體由間隙隔開。
實(shí)施例2本實(shí)施例表示具有與第二實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)20相同結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)。
本實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)從襯底側(cè)依次包括Si襯底、無定形氧化硅薄膜、軟磁輔助層、籽層、第二底層、第一底層、記錄層和保護(hù)膜。
除了有兩個(gè)底層堆疊在一起的第二底層和第一底層外，本實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)與第一實(shí)施例中相同。
第二底層由Ru膜形成并且厚度為6.6納米。第一底層也由Ru膜形成并且厚度也為6.6納米。
當(dāng)形成第二底層的Ru膜時(shí)，Ru膜在5.32Pa壓力的Ar氣氣氛中，以6.6納米/秒的沉積速率形成。當(dāng)形成第一底層的Ru膜時(shí)，Ru膜在5.32Pa壓力的Ar氣氣氛中，以0.55納米/秒的沉積速率形成，這與形成第一實(shí)施例中的底層的條件相同。
從通過TEM(透射電子顯微鏡)獲得的本實(shí)施例垂直磁記錄介質(zhì)中第二底層的Ru膜和第一底層的Ru膜的剖面圖中，可以看出第二底層的Ru膜和第一底層的Ru膜形成連續(xù)的薄膜，并且在第一底層的Ru膜中，相鄰的粒狀晶體由間隙隔開。
圖5表示實(shí)施例1和實(shí)施例2描述的Ru薄膜和記錄層CoCrPt磁性顆粒的晶體取向。
圖5中的圖表示實(shí)施例1和實(shí)施例2中所述的垂直磁記錄介質(zhì)的衍射圖，它通過X射線衍射光譜儀在θ-2θ范圍中獲得。
如圖5所示，在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，觀察到Ru薄膜的(002)面和(004)面，以及CoCrPta磁性顆粒的(002)面和(004)面的衍射峰，但是沒有觀察到其它的衍射峰。該事實(shí)暗示獲得了Ru薄膜(001)面和記錄層CoCrPt磁性顆粒(001)面的晶體取向。
圖6A和6B表示實(shí)施例1和實(shí)施例2中Ru薄膜和記錄膜的晶體性質(zhì)。
圖6A中表示了Ru薄膜(002)面的鎖定曲線(locking curve)，并且圖6B中表示了記錄層CoCrPt磁性顆粒(002)面的鎖定曲線(lockingcurve)。
在圖6A中，從實(shí)施例1中Ru薄膜(002)面的鎖定曲線，獲得半峰寬值Δθ50為6.0度，并且從實(shí)施例2中Ru薄膜(002)面的鎖定曲線，獲得半峰寬值Δθ50為4.5度。這表明實(shí)施例2中Ru薄膜(001)面處于比實(shí)施例1更好的與襯底平行的條件下。換句話說，實(shí)施例2中Ru薄膜(001)面具有比實(shí)施例1更好的晶體取向性質(zhì)。
圖6B中，在實(shí)施例1中，記錄層CoCrPt磁性顆粒(002)面鎖定曲線的半峰寬值Δθ50為6.3度，并且在實(shí)施例2中，CoCrPt磁性顆粒(002)面鎖定曲線的半峰寬值Δθ50為5.6度。這表明實(shí)施例2中CoCrPt磁性顆粒(001)面處于比實(shí)施例1更好的與襯底平行的條件下。換句話說，相對(duì)于實(shí)施例1中的襯底，實(shí)施例2中CoCrPt磁性顆粒的易磁化軸(c軸)在垂直各向異性分布方面具有更好的性質(zhì)。
圖7是實(shí)施例2中形成的垂直磁記錄介質(zhì)記錄層的平面TEM圖像的示意圖，闡述了磁性顆粒和不混溶相。
圖8是表示圖7闡述的磁性顆粒和不混溶相組成的表格。
在圖7中，平面TEM圖像被放大175倍。圖8表示了由EDS(X射線能量分布圖譜)獲得的圖7中點(diǎn)A和點(diǎn)B部分的組成。
參照?qǐng)D7和圖8，在點(diǎn)A處，Co的原子含量為64.3％、Pt為17.4％，并且Cr為5.2％。因此，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)A位置是磁性顆粒，并且圍繞點(diǎn)A的線闡述了磁性顆粒的顆粒部分。
在點(diǎn)B處，Si的原子含量為45.1％，并且O為39.6％。因此，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)B處的部分是不混溶相區(qū)。
從圖7還可以發(fā)現(xiàn)磁性顆粒的平均直徑接近4納米，并且每個(gè)磁性顆粒通過不混溶相與其它磁性顆粒隔離，因此獲得磁性顆粒的隔離狀態(tài)。此外，發(fā)現(xiàn)磁性顆粒被均勻地分布，并且這可以歸因于第一底層Ru薄膜中粒狀晶體的均勻分布。
實(shí)施例3除了底層Ru薄膜的厚度被改變?yōu)?3納米、20納米、26納米和44納米；濺射靶由90％體積的Co76Cr9Pt15和10％體積的SiO2制成，并且為了便于測量矯頑力，沒有形成軟磁輔助層(即CoZrNb薄膜)外，本實(shí)施例中形成的垂直磁記錄介質(zhì)基本上與實(shí)施例1中相同。
實(shí)施例4除了第二底層Ru薄膜的厚度被固定為6.6納米，而改變第一底層Ru薄膜的厚度，以至于第二底層和第一底層的總厚度為11納米、14納米、24納米、34納米和44納米；濺射靶由90％體積的Co76Cr9Pt15和10％體積的SiO2制成，并且為了便于測量矯頑力，沒有形成軟磁輔助層(即CoZrNb薄膜)外，本實(shí)施例中形成的垂直磁記錄介質(zhì)基本上與實(shí)施例2中相同。
實(shí)施例5本實(shí)施例用于與其它實(shí)施例比較。
除了固定底層Ru薄膜的沉積速率為6.6納米/秒，而改變Ru薄膜厚度為13納米、20納米、26納米和44納米外，本實(shí)施例中形成的垂直磁記錄介質(zhì)基本上與實(shí)施例3中相同。
通過觀察本實(shí)施例垂直磁記錄介質(zhì)中底層Ru薄膜的剖面TEM圖象，發(fā)現(xiàn)底層的Ru薄膜是連續(xù)的薄膜。
圖9圖示了實(shí)施例3、4和5中描述的垂直磁記錄介質(zhì)的垂直矯頑力與底層厚度之間的關(guān)系。
通過使用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)在垂直磁記錄介質(zhì)的襯底上施加垂直磁場測量出圖9中所示的垂直矯頑力結(jié)果。
底層的厚度為Ru薄膜的厚度，或者實(shí)施例4中兩層Ru薄膜的總厚度。
如圖9所述，與使用連續(xù)Ru薄膜作為底層的實(shí)施例5相比，在實(shí)施例3和4中，不管底層的厚度如何，垂直矯頑力增加。此外，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)讓拥暮穸缺≈?0納米至20納米時(shí)，實(shí)施例3和4是特別優(yōu)越的。
如上所述，在實(shí)施例3中，Ru薄膜的粒狀晶體被間隙隔開，并且在實(shí)施例4中，在這種Ru薄膜下面，進(jìn)一步提供了連續(xù)的Ru薄膜。比較實(shí)施例3和實(shí)施例4，發(fā)現(xiàn)實(shí)施例4中的垂直矯頑力大于實(shí)施例3。這表明與實(shí)施例5相比，實(shí)施例3中獲得的晶體取向性質(zhì)被改善，并且在實(shí)施例4中獲得的晶體取向性質(zhì)被進(jìn)一步改善；另外，磁性顆粒被均勻地分布，并且降低了磁性顆粒直徑分布的范圍。
因此，通過采用實(shí)施例3，以及實(shí)施例4中所示的結(jié)構(gòu)，可以降低第二底層和第一底層的總厚度，并且這使軟磁輔助層和記錄層彼此更加接近。所以，可以降低用于記錄的磁頭磁場，并且降低了記錄時(shí)磁頭磁場的泄漏。
第三實(shí)施方案本實(shí)施方案涉及使用前面實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)的磁存儲(chǔ)器件。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案磁存儲(chǔ)器件40主要部分的示意圖。
如圖10所述，磁存儲(chǔ)器件40包括外殼41，并且在外殼41中，排列了由未闡述的樞軸驅(qū)動(dòng)的連接器(hub)42、旋轉(zhuǎn)固定于連接器42的垂直磁記錄介質(zhì)43、致動(dòng)器單元44、連接到致動(dòng)器單元44上并且可以在垂直磁記錄介質(zhì)43徑向移動(dòng)的傳動(dòng)臂45、懸掛組件46，以及由懸掛組件46支載的磁頭48。
圖11是磁頭48的示意剖面圖。
如圖11所述，磁頭48具有再現(xiàn)磁頭54，它具有單極記錄頭52和借助氧化鋁絕緣薄膜51而排列在滑塊50上的GMR(巨磁電阻)元件53。舉例來說，滑塊50由例如Al2O3-TiC的陶瓷制成。
單極記錄頭52包括用來由軟磁材料形成的在垂直磁記錄介質(zhì)43上施加記錄磁場的主磁極55、磁連接到主磁極55上的返回磁軛56，以及用來將記錄磁場引導(dǎo)至主磁極55和返回磁軛56的記錄線圈58。
主磁極55用作再現(xiàn)磁頭54的下部屏蔽。在再現(xiàn)磁頭54中，使用其間的氧化鋁絕緣薄膜51在主磁極55上形成GMR元件53，并且使用其間的氧化鋁絕緣薄膜51在主磁極55上形成上部屏蔽59。
單極記錄頭52在垂直方向上從主磁極55向垂直磁記錄介質(zhì)43上施加記錄磁場，并且在垂直方向上磁化的垂直磁記錄介質(zhì)43。
主磁極55的端部55-1逐漸變得越來越細(xì)，即端部55-1的剖面逐漸變得越來越小。這使記錄磁場的磁通量很高，并且在磁化的垂直磁記錄介質(zhì)43中產(chǎn)生高的矯頑力。
優(yōu)選主磁極55的端部55-1由具有高飽和磁通密度的軟磁材料，例如包括原子數(shù)量為50％Ni和50％Fe、或者FeCoNi合金，或者FeCoNiB，或者FeCoAlO的材料來形成。使用這些材料阻止磁飽和，并且使高密度的磁通量集中并施用到垂直磁記錄介質(zhì)43中。
再現(xiàn)磁頭54檢測垂直磁記錄介質(zhì)43磁化的磁場泄漏，并且根據(jù)GMR元件53響應(yīng)于檢測磁場方向的電阻變化來獲得記錄在垂直磁記錄介質(zhì)43中的數(shù)據(jù)。
在再現(xiàn)磁頭54中，還可以使用TMP(鐵磁性隧道結(jié)磁電阻)元件來代替GMR元件53。
在磁存儲(chǔ)器件40中，使用前述實(shí)施方案的垂直磁記錄介質(zhì)作為垂直磁記錄介質(zhì)43。
應(yīng)當(dāng)指出磁存儲(chǔ)器件40的結(jié)構(gòu)沒有局限于圖10和圖11中所示，并且磁頭48也沒有局限于上述的結(jié)構(gòu)?？梢允褂萌魏喂拇蓬^。此外，垂直磁記錄介質(zhì)43沒有局限于磁盤，它還可以是磁帶。
根據(jù)本實(shí)施方案，可以降低磁存儲(chǔ)器件40中垂直磁記錄介質(zhì)的噪聲，并且因?yàn)檐洿泡o助層和記錄層被安排得彼此接近，所以可以降低記錄時(shí)磁頭磁場的泄漏。所以，可以增加線記錄密度和磁道密度，并且實(shí)現(xiàn)高密度記錄。
盡管參照用于闡述目的的具體實(shí)施方案在上面說明了本發(fā)明，但顯然，本發(fā)明沒有局限于這些實(shí)施方案，而是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)之做出大量的修改，只要沒有背離本發(fā)明的基本概念和范圍。
根據(jù)本發(fā)明，在包括具有柱狀顆粒結(jié)構(gòu)的記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)中，因?yàn)橛蒖u或Ru合金形成的底層粒狀晶體被彼此隔離，所以可以在垂直磁記錄介質(zhì)中獲得磁性顆粒適當(dāng)?shù)闹睆椒植己途鶆蚺帕小?br> 權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，所述介質(zhì)包含襯底；襯底上的軟磁輔助層；軟磁輔助層上由無定形材料形成的籽層；籽層上由Ru或Ru合金形成的底層，所述底層包括多個(gè)粒狀晶體，每個(gè)在垂直于襯底表面的方向上生長，以及多個(gè)彼此隔離粒狀晶體的間隙；以及底層上的記錄層，所述記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述間隙從所述底層的底部至所述底層和所述記錄層之間的界面形成。
3.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述底層中粒狀晶體之間的間隔在從1納米至2納米的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述底層中粒狀晶體的平均直徑在從2納米至10納米的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述底層的厚度在從2納米至16納米的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，在所述籽層和所述底層之間進(jìn)一步包含第二底層，其中所述第二底層包括多個(gè)由Ru或Ru合金形成的粒狀晶體和多個(gè)多晶膜，每個(gè)所述多晶膜在相鄰粒狀晶體的邊界處形成，所述粒狀晶體通過相鄰粒狀晶體的邊界而被彼此連接。
7.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中籽層由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg、Pt，以及Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg和Pt的合金，或者NiP中至少之一的材料來形成。
8.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中籽層是單層，并且籽層的厚度從1納米至10納米。
9.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中記錄層中的磁性顆粒由Ni、Fe、Co、Ni基合金、Fe基合金、包括CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M的Co基合金之一來形成，其中M代表包括B、Mo、Nb、Ta、W、Cu，及其合金中至少之一的材料。
10.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中記錄層中的不混溶相由包括Si、Al、Ta、Zr、Y和Mg中至少一種，以及O、C和N中至少一種的化合物來形成。
11.一種磁存儲(chǔ)器件，包含包括磁頭的記錄和再現(xiàn)單元，以及垂直磁記錄介質(zhì)，其中垂直磁記錄介質(zhì)包括襯底；襯底上的軟磁輔助層；軟磁輔助層上由無定形材料形成的籽層；籽層上由Ru或Ru合金形成的底層，所述底層包括多個(gè)粒狀晶體，每個(gè)在垂直于襯底表面的方向上生長，以及多個(gè)彼此隔離粒狀晶體的間隙；以及底層上的記錄層，所述記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相。
12.一種制造垂直磁記錄介質(zhì)的方法，所述方法包括下列步驟在襯底上形成軟磁輔助層；在軟磁輔助層上由無定形材料形成籽層；在籽層上由Ru或Ru合金形成底層；以及在底層上形成記錄層，所述記錄層包括多個(gè)磁性顆粒，每個(gè)具有基本上垂直于襯底表面的易磁化軸，以及多個(gè)彼此隔離磁性顆粒的非磁性不混溶相，其中在形成底層的步驟中，以從0.1nm/sec至2nm/sec范圍內(nèi)的沉積速率，在設(shè)定為從2.66Pa至26.6Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射在籽層上沉積底層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包含在形成籽層步驟后，并且在形成底層步驟前，形成第二底層的步驟，其中，在形成第二底層的步驟中，以從2nm/sec至8nm/sec范圍內(nèi)的沉積速率，在設(shè)定為從0.26Pa至2.6Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射沉積第二底層。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在形成記錄層的步驟中，在設(shè)置為從2Pa至8Pa范圍內(nèi)的氣氛壓力下，通過濺射沉積記錄層。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在從形成籽層的步驟至形成記錄層的步驟期間，襯底的溫度被設(shè)置為不高于150℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括具有柱狀顆粒結(jié)構(gòu)的磁性顆粒記錄層的垂直磁記錄介質(zhì)，所述柱狀顆粒結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)闹睆椒植己途鶆蚺帕?。所述垂直磁記錄介質(zhì)包括襯底和依次堆疊在襯底上的軟磁輔助層、籽層、底層、記錄層、保護(hù)膜及潤滑層。所述底層包括由Ru或Ru合金形成的粒狀晶體和使粒狀晶體彼此分開，以至于隔離每個(gè)粒狀晶體的間隙。在所述底層下面可以提供由Ru或Ru合金形成的連續(xù)薄膜。
文檔編號(hào)G11B5/84GK1697030SQ20041008317
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者向井良一 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社