專(zhuān)利名稱(chēng)：垂直磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直磁記錄介質(zhì)，它可安裝在各種磁記錄設(shè)備中。更具體
地，本發(fā)明涉及安裝在用作計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)、視聽(tīng)設(shè)備以及類(lèi)似器件中的垂直磁記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的記錄密度迅速增加，并且預(yù)期今后這種趨勢(shì)會(huì)得以繼續(xù)。但是，當(dāng)使用采用平面內(nèi)磁記錄方式的常規(guī)磁記錄介質(zhì)時(shí)，因?yàn)?熱波動(dòng)現(xiàn)象"會(huì)導(dǎo)致記錄著的信號(hào)不能穩(wěn)定保持的問(wèn)題，所以已逼近記錄密度極限。因此，為解決要記錄密度顯著增加的需求，在垂直磁記錄介質(zhì)方面進(jìn)行了大量研究，其釆用特征與平面內(nèi)磁記錄方法正相反、即位穩(wěn)定性隨記錄密度增加而提卨—的垂直磁記錄方法；垂直磁記錄介質(zhì)目前正處于商品化階段。
為提高磁記錄介質(zhì)密度，必須促進(jìn)構(gòu)成磁記錄層的晶粒之間的磁分離，并減小磁化反轉(zhuǎn)單位。代表磁體對(duì)熱波動(dòng)的耐久性的熱穩(wěn)定性由KuVa指標(biāo)表示，該指標(biāo)是單軸各向異性常數(shù)Ku和活化體積Va的乘積。在此，已知Va與磁化反轉(zhuǎn)單位的體積V相關(guān)。即，KuVa或KuV值越小，磁記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性越低。從該指標(biāo)可知，為了提高記錄密度，磁化反轉(zhuǎn)單位減小，熱穩(wěn)定性也減小，從而熱波動(dòng)即使對(duì)垂直磁記錄介質(zhì)也會(huì)造成問(wèn)題。因此為了能即使在磁化反轉(zhuǎn)單位減小時(shí)也能保持熱穩(wěn)定性，Ku必須增大。
另一方面，已知在HDD中進(jìn)行記錄期間所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度大致與Ku的值成比例。因此，增大Ku以保持熱穩(wěn)定性會(huì)使記錄期間所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度升髙，如果此升高很顯著，則會(huì)發(fā)生不可能進(jìn)行記錄的情形。
此外，隨著磁化反轉(zhuǎn)單位的減小，退磁場(chǎng)也減弱，使磁記錄層的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)。即，磁化反轉(zhuǎn)單位越小，進(jìn)行記錄所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高。
因此，雖然為了提高記錄密度考慮，磁化反轉(zhuǎn)單位減小和Ku增大都有助于提卨磁記錄介質(zhì)的的記錄分辨率和熱穩(wěn)定性，但是這兩種做法都會(huì)降低在磁記錄介質(zhì)上的記錄能力(下面也稱(chēng)為"易記錄性")。
3鑒于上述情況，謀求一種能提高磁記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性和電磁換能特性，但不會(huì)減損易記錄性的方法。
作為解決這個(gè)問(wèn)題的方法，在專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1中提出提供垂直磁記錄介質(zhì)的方法，其目的是通過(guò)在具有雙層結(jié)構(gòu)的磁記錄層的雙層之間提供耦合層，從
而在不減損熱穩(wěn)定性的情況下提高易記錄性，并且該方法改善噪聲特性、S/N特性以及其他性能方面，以同時(shí)提高密度并提高易記錄性。
但是，如果為進(jìn)一步提高密度的目的使磁化反轉(zhuǎn)單位更小，則磁記錄層中被具有高Ku的粒狀結(jié)構(gòu)占據(jù)的分?jǐn)?shù)增加，反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增大，并且對(duì)抑制磁記錄介質(zhì)的易記錄性下降的能力有所限制。如果增加低Ku層厚度以易于磁化反轉(zhuǎn)以求保持易記錄性，則在髙Ku磁層中占據(jù)的分?jǐn)?shù)下降，且很難得到較髙記錄密度。因此，為了進(jìn)一步提高記錄密度，需要有新的技術(shù)來(lái)獲得高記錄分辨率同時(shí)將取決于Ku的矯頑性Hc保持在低水平。
專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平第2006-48900號(hào)專(zhuān)利參考文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平第2004-310910號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題構(gòu)思了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層包含具有不同Ku值的三層，該垂直磁記錄介質(zhì)能提高易記錄性但是不會(huì)減損熱穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)噪聲特性、S/N特性和其他性能特性的改善，以及密度提高和易記錄性提高。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)通過(guò)在非磁性基板上按序至少層積軟磁性背襯層、底層和磁記錄層來(lái)形成，該垂直磁記錄介質(zhì)的特征在于磁記錄層至少具有第一磁記錄層、第二磁記錄層和第三磁記錄層在第一磁記錄層和第二磁記錄層之間設(shè)有耦合層；第--磁記錄層和第二磁記錄層通過(guò)該耦合層鐵磁耦合；第一磁記錄層和第二磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)且第一磁記錄層、第二磁記錄層和第三磁記錄層在垂直于該非磁性基板平面的方向上具有易磁化軸方向。
用這種方法，可以降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，提高易記錄性，而不會(huì)妨礙熱穩(wěn)定性。在此，特別優(yōu)選在第一磁記錄層、第二磁記錄層和第三磁記錄層中，至少有通過(guò)耦合層鐵磁耦合并且連續(xù)的那些磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)，其中的磁晶粒
4分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基質(zhì)中。
此外，優(yōu)選使具有粒狀結(jié)構(gòu)的磁記錄層各自具有不同的單軸各向異性常數(shù)
值Ku。對(duì)于這些值之間的關(guān)系，特別優(yōu)選使第一磁記錄層的單軸各向異性常數(shù)Kul和第二磁記錄層的單軸各向異性常數(shù)Ku2滿足以下關(guān)系式Kul > Ku2。
此外，優(yōu)選使耦合層包含選自V， Cr, Fe， Co， Ni， Cu， Nb， Mo， Ru， Rh，Ta， W, Re和Ir的元素，或者包含以這些元素中的至少一種為主組分的合金。
此外，耦合層的厚度優(yōu)選小于或等于0.3 mn。
通過(guò)本發(fā)明，在垂直磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層之間可以適當(dāng)設(shè)置鐵磁耦合，而且，通過(guò)提供髙Ku層和低Ku層，可以提高KuV指標(biāo)，并且降低全體磁記錄層的平均矯頑性Hc，從而可以降低磁記錄介質(zhì)的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而不會(huì)減損熱穩(wěn)定性，并且同時(shí)可以改進(jìn)噪聲特性、S/N特性和磁記錄介質(zhì)的其他性能特性。此外，通過(guò)結(jié)構(gòu)化為具有不同Ku值的三個(gè)磁記錄層的磁記錄層，磁化反轉(zhuǎn)按從具有低Ku即具有低Hc的磁記錄層起的順序發(fā)生，從而促進(jìn)具有高Ku的磁記錄層中的磁化反轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性、易記錄性和記錄密度的提高。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1是示出本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的方面的橫截面圖；圖2比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性；圖3比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性；圖4示出對(duì)比例的特性；
圖5比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性；圖6比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性；圖7比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性；和圖8比較了本發(fā)明的實(shí)施方式和對(duì)比例的特性。
本發(fā)明最佳實(shí)施方式
下面，參照


本發(fā)明的各個(gè)方面。
本發(fā)明中使用以下結(jié)構(gòu)，其中，專(zhuān)利參考文獻(xiàn)l中提出的鐵磁耦合的具有不同Ku值的磁記錄層中，用具有粒狀結(jié)構(gòu)的磁記錄層代替一部分低Ku層，以進(jìn)一步提高密度和改進(jìn)易磁化反轉(zhuǎn)性。由低Ku層至替代的粒狀結(jié)構(gòu)磁記錄層再至高Ku層按序進(jìn)行磁化反轉(zhuǎn)，因此能夠保持易記錄性，保證熱穩(wěn)定性并可以提髙記錄密度。
對(duì)磁記錄層，用來(lái)控制磁記錄層之間的交換耦合能的耦合層的材料和膜厚度以及其他參數(shù)的條件進(jìn)行詳盡的試驗(yàn)研究。下面，進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)方面的垂直磁記錄介質(zhì)的橫截面示意圖。如圖1所示，在本發(fā)明一個(gè)方面的垂直磁記錄介質(zhì)中，在非磁性基板l上按序形成以下各層軟磁性背襯層2，底層3，非磁性中間層4，第一磁記錄層5，耦合層6，第二磁記錄層7，第三磁記錄層8，保護(hù)層9和液體潤(rùn)滑劑層10。
作為非磁性基板l，可以使用在磁記錄介質(zhì)中常用的基板；例如，可以使用鍍敷NiP的Al合金，鋼化玻璃、結(jié)晶化玻璃或類(lèi)似物。當(dāng)基板加熱溫度保持在100"C內(nèi)時(shí)，也可以使用聚碳酸酯、聚烯烴或另一種樹(shù)脂的塑料基板。
優(yōu)選形成軟磁性背襯層2來(lái)控制來(lái)自磁記錄中使用的磁頭的磁通量，以改進(jìn)讀/寫(xiě)特性，但是可以省略軟磁性背襯層。作為軟磁性背襯層，可以采用結(jié)晶FeTaC、山達(dá)斯特合金(FeSiAl)或類(lèi)似物，或者非晶形Co合金如CoZrNb和CoTaZr或類(lèi)似物。軟磁性背襯層2的厚度的最佳值可依據(jù)記錄中使用的磁頭的結(jié)構(gòu)和特性而變化，但是，當(dāng)軟磁性背襯層與其他層連續(xù)沉積時(shí)，從生產(chǎn)率方面考慮優(yōu)選大于或等于IO nm且小于或等于500 nm的厚度。在沉積其他層前先采用電鍍或類(lèi)似方法沉積非磁性基板的情況下，也可將該軟磁性背襯層制成幾拜厚。
底層3是優(yōu)選在軟磁性背襯層2上形成的層，用以控制非磁性中間層4或者第一磁記錄層5中的晶休取向、晶粒直徑等，底層3可以使用非磁性材料或軟磁性材料形成。底層也可以省略。
使用軟磁性材料時(shí)，底層承接軟磁性背襯層的一部分功能，因此是優(yōu)選使用的。作為軟磁性材料，可使用坡莫合金體系材料，NiFeAl， NiFeSi， NiFeNb，NiFeB， NiFeNbB, NiFeMo， NiFeCr或類(lèi)似的材料。坡莫合金體系底層的厚度可
以調(diào)整以使磁記錄層的磁特性和電磁換能特性最佳，但是從磁記錄介質(zhì)特性和生產(chǎn)率兩方面考慮，此厚度較好約為大于或等于3 nm且小于或等于50 nm。
作為非磁性材料，可以使用Ta， Zr， Ni3Al或其他材料。使用非磁性材料時(shí)，從有效地使由磁頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)集中在軟磁性背襯層中的立場(chǎng)出發(fā)，膜厚度較薄為佳，即，大于或等于0.2 mn且小于或等于lO nm。
6形成非磁性中間層4以適當(dāng)控制第一磁記錄層5中的晶體取向、晶粒直徑、以及晶界偏析?？赡芸梢允÷苑谴判灾虚g層4的形成。作為非磁性材料，優(yōu)選使用Ru，或含一種或多種選自下組的元素的Ru基合金C、 Cu、 W、 Mo、 Cr、Ir、 Pt、 Re、 Rh、 Ta和V，或者還有Pt、 Ir、 Re或Rh、或類(lèi)似物。必須在不使磁記錄層的磁特性或電磁換能特性下降的情況下盡可能減小非磁性中間層的厚度，以實(shí)現(xiàn)高記錄密度具體地，厚度優(yōu)選大于或等于l nm且小于或等于20 n邁。
在第一磁記錄層5中，可以適當(dāng)使用為合金的鐵磁材料，該合金至少包含Co和Pt:為了能夠使用該介質(zhì)作為垂直磁記錄介質(zhì)，必需使其易磁化軸(例如，在六邊形密集結(jié)構(gòu)中的c軸)的取向在垂直于膜平面的方向上。作為第一磁記錄層5，可以使用包含以下材料的磁記錄層，合金材料如CoPt， CoCrPt, CoCrPtB，CoCrPtTa或類(lèi)似物；多層膜如(Co/Pt)n， (Co/Pd)n或類(lèi)似物；或者粒狀材料如CoPt-Si02， CoCrPtO, CoCrPt-Si02， CoCrPt_Al203， CoPt-AlN， CoCrPt_Si3N4，或類(lèi)似物。
粒狀結(jié)構(gòu)是磁性晶粒分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)；可以抑制磁記錄層內(nèi)靠近的磁性晶粒之間的相互作用。因此，在第一磁記錄層和第二磁記錄層之間形成鐵磁耦合層時(shí)，可以保持磁記錄層之間的耦合，同時(shí)抑制磁記錄層中的磁性晶粒之間的相互作用。因此，可以改善噪聲、S/N以及其他特性，因此粒狀結(jié)構(gòu)用在第一磁記錄層中尤佳。
因和專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1中所述類(lèi)似的原因使用耦合層6。 B卩，該層是在第一磁記錄層5和第二磁記錄層7之間引起適當(dāng)?shù)蔫F磁耦合、并降低磁性層全體的平均矯頑性Hc所必需的?？紤]磁記錄層中磁化反轉(zhuǎn)的機(jī)理時(shí)，如果層積兩個(gè)磁記錄層而之間沒(méi)有耦合層，則在這兩個(gè)磁記錄層中同時(shí)發(fā)生磁化反轉(zhuǎn)，不能有效降低磁記錄層全體的Hc。另一方面，在磁記錄層設(shè)有耦合層的情形中，在施加外磁場(chǎng)期間，在耦合層之上和之下的磁記錄層中，單軸各向異性常數(shù)Ku較低且Hc較低的磁記錄層中的磁化首先反轉(zhuǎn)，在該反轉(zhuǎn)影響下，Ku較低且Hc高的磁記錄層中的磁化反轉(zhuǎn)受到促進(jìn)，而磁記錄層全體的Hc降低。上下磁記錄層通過(guò)不同磁化旋轉(zhuǎn)發(fā)生兩階段磁化反轉(zhuǎn)，因此提高了熱穩(wěn)定性并同時(shí)降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而有效提髙易記錄性。
當(dāng)層積的磁記錄層之間通過(guò)耦合層的交換耦合被完全切斷時(shí)，降低了能壘，不能提高熱穩(wěn)定性。因此考慮到為有效降低Hc同時(shí)保持鐵磁耦合而導(dǎo)出
7磁記錄層之間的適當(dāng)耦合能，耦合層是必需的。磁記錄層之間的鐵磁耦合必須 在使用垂直磁記錄介質(zhì)的常規(guī)溫度發(fā)生。
作為用于耦合層6的材料，優(yōu)選使用選自下組的材料V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu， Nb， Mo, Ru， Rh, Ta， W, Re或Ir，或者主組分為這些元素之一的合金。 在非磁性材料如V， Cr或Cu的情況下，通過(guò)調(diào)整膜厚度，可以獲得在磁記錄 層之間的鐵磁耦合以及適當(dāng)耦合能。在與非磁性材料的合金中使用鐵磁性材料 Fe, Co或Ni時(shí)，通過(guò)調(diào)整膜沉積條件，沉積環(huán)境等，可以獲得適當(dāng)?shù)鸟詈夏堋?br> 優(yōu)選使耦合層6的膜厚度為小于或等于0. 3 nnu這是因?yàn)楫?dāng)耦合層6的材 料是除Fe， Co或Ni之外的材料時(shí)，通過(guò)使耦合層6的厚度小于或等于0. 3 mn， 可以控制寬范圍的耦合能，而且可以更充分保證形成磁記錄層的晶粒之間的磁 分離，因此能降低噪聲。在Fe, Co或Ni的情況下，通過(guò)使膜厚度小于或等于 0.3 nm，可以將Fe, Co或Ni的磁特性作用抑制到可以忽略的程度。
作為第二磁記錄層7，可以使用與第一磁記錄層5類(lèi)似的材料和結(jié)構(gòu)。當(dāng) 通過(guò)耦合層提供鐵磁耦合時(shí)，可以抑制磁記錄層內(nèi)磁性晶粒之間的相互作用， 同吋保持磁記錄層之間的耦合，因此，與第一磁記錄層類(lèi)似，第二磁記錄層也 特別優(yōu)選粒狀結(jié)構(gòu)。而且磁記錄層全體的粒狀材料分?jǐn)?shù)增加，可以減小磁化反 轉(zhuǎn)單位，并且可以具有更高密度。
設(shè)置第一磁記錄層和第二磁記錄層以滿足以下關(guān)系。當(dāng)?shù)谝淮庞涗泴泳哂?單軸各向異性常數(shù)K仏和膜厚度T,，且第二磁記錄層具有單軸各向異性常數(shù)Ku2 和膜厚度T2時(shí)，設(shè)定第一磁記錄層和第二磁記錄層的膜厚度以及材料，使之滿 足關(guān)系KulTl 〉 Ku2T2。
其原因是，要使磁化反轉(zhuǎn)首先在第二磁記錄層中發(fā)生；通過(guò)這種方式，可 以?xún)有Ы档头崔D(zhuǎn)磁場(chǎng)，而不會(huì)妨礙熱穩(wěn)定性。為此原因，規(guī)定了 Ku,T,和Kii2T2 的量級(jí)的關(guān)系。通過(guò)這種方式，可以同時(shí)獲得降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和提高熱穩(wěn)定性的 有利結(jié)果。
作為第三磁記錄層8，可以使用與第一磁記錄層5和第二磁記錄層7類(lèi)似 的材料和結(jié)構(gòu)。
設(shè)置第一磁記錄層、第二磁記錄層和第三磁記錄層，以使之滿足以下關(guān)系。 當(dāng)?shù)谌庞涗泴泳哂袉屋S各向異性常數(shù)KU3和膜厚度T3時(shí)，基于和上面所述類(lèi) 似的原因，設(shè)定第一磁記錄層和第三磁記錄層的膜厚度和材料，以使之與第一 磁記錄層的關(guān)系如下Ku,T, > KuJ:，。另一方面，設(shè)定與第二磁記錄層的關(guān)系以使Kii3與Ku2不相等，優(yōu)選使Ku3 < Ku2。此外，Ku, 2 10Kii2以及Ku,》10Ku3 的關(guān)系使得能夠可靠地保持熱穩(wěn)定性，因此是更需要的。
已知為了降低介質(zhì)噪聲并提高S/N,優(yōu)選降低磁記錄層中的Pt含量。但 是，隨著Pt含量下降，熱穩(wěn)定性下降。因此當(dāng)保證常規(guī)磁記錄層中的熱穩(wěn)定 性時(shí)，設(shè)定Pt含量大于10原子96(at9b)。另一方面，如果使用本發(fā)明的耦合能 受控的層積磁記錄層，可以保證足夠的熱穩(wěn)定性，因此可以降低Pt含量。更 具體地，可以降低Ku值最低的磁記錄層——即首先開(kāi)始磁化反轉(zhuǎn)的第三磁記錄 層中的Pt含量。在第三磁記錄層中也可以使用完全不含Pt的材料。此外，專(zhuān) 利參考文獻(xiàn)l闡明，當(dāng)包含Pt時(shí)，通過(guò)降低其含量至小于或等于10原子9&， 可降低介質(zhì)噪聲，提髙S/N,此外可以有效降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。B卩，對(duì)于磁記錄層 的組成，優(yōu)選在具有最低Ku值的第三磁記錄層中至少包含Co和Cr,并且當(dāng)包 含Pt時(shí)，優(yōu)選Pt含量小于或等于10原子96。此外，更優(yōu)選磁記錄層包含至少 一種選自以下的元素Ta, B, Nb, N和Cu。 通過(guò)該組成，可以進(jìn)一步降低 介質(zhì)噪聲，可獲得有效降低磁記錄層的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的有益結(jié)果。
下面，描述第二磁記錄層和第三磁記錄層。如上面所述，本發(fā)明的磁記錄 層具有以下結(jié)構(gòu)在專(zhuān)利參考文獻(xiàn)l中提出的具有雙層結(jié)構(gòu)的磁記錄層內(nèi)，用 粒狀結(jié)構(gòu)的第二磁記錄層代替一部分低Ku層，并且第三磁記錄層相當(dāng)于現(xiàn)有 技術(shù)的低Ku層。在第--磁記錄層和第二磁記錄層之間提供耦合層的原因是為 了使用該耦合層來(lái)降低Hc，并且為了抑制有效Ku的下降和熱穩(wěn)定性的下降。 在第二磁記錄層和第三磁記錄層之間不提供耦合層。這是為了降低第二磁記錄 層和第三磁記錄層的有效Ku，降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并提高易記錄性。即，第三磁記 錄層具有最低Ku值，該層與第二磁記錄層耦合但它們之間沒(méi)有耦合層，這樣 的第三磁記錄層使得能夠利用低Ku值更有效地降低Hc。此外，通過(guò)使用Pt含 量和如Ta， B, Nb， N和Cu的元素來(lái)控制磁性粒子之間的交換耦合，即使在為 保證易記錄性而使低Ku層占磁記錄層整體的分?jǐn)?shù)增加的情況下，仍可以保證 磁化反轉(zhuǎn)起動(dòng)磁場(chǎng)Hn。結(jié)果，進(jìn)一步促進(jìn)介質(zhì)噪聲降低，并且可以實(shí)現(xiàn)更髙記 錄密度和易記錄性以及保持熱穩(wěn)定性。
作為保護(hù)層9，例如可以使用主要組分為碳的薄膜。另外，可以使用通常 用作磁記錄介質(zhì)的保護(hù)層的各種薄膜材料。
作為液體潤(rùn)滑劑層10,例如可以使用全氟聚醚潤(rùn)滑劑。另外，可以使用通 常用作磁記錄介質(zhì)的液體潤(rùn)滑劑材料的各種潤(rùn)滑劑材料。在非磁性基板上形成的各層可以采用磁記錄介質(zhì)領(lǐng)域常用的各種薄膜沉
積技術(shù)形成。為形成除液體潤(rùn)滑劑層外的各層，可以采用例如，DC磁控管濺射 法，RF磁控管濺射法，或者真空蒸發(fā)沉積法。為形成液體潤(rùn)滑劑層，可以采用 例如浸涂法或旋涂法。
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的實(shí)施方式；但是，本發(fā)明不限于 這些實(shí)施方式，當(dāng)然，在不偏離本發(fā)明要旨下可以進(jìn)行各種修改。
下面描述釆用圖l所示結(jié)構(gòu)制造的垂直磁記錄介質(zhì)的例子。
實(shí)施方式l
作為非磁性基板l，使用鍍有NiP且具有平坦表面的Al合金；清洗之后， 將該基板放入濺射裝置中，使用Co-Zr-Nb靶沉積40 nm厚度的CoZrNb非晶形 軟磁性背襯層2。然后，使用Ni-Fe-Si靶(為坡莫合金)沉積10nm厚度的NiFeSi 底層3。然后，使用Ru靶沉積10nm厚度的Ru非磁性中間層4。然后，使用 93(Co-8Cr-20Pt)-7Si02耙沉積膜厚度為4到8nm的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPt-Si02第一 磁記錄層5。然后，使用Ru靶沉積膜厚度為0.2mn的Ru耦合層6。然后，使 用93(Co-15Cr-10Pt)-7Si02靶沉積膜厚度為4. 0 nm的粒狀結(jié)構(gòu)的CoCrPt-Si02 第二磁記錄層7。然后，使用93(Co-20Cr-5Pt)-7Si02靶沉積膜厚度為4到8nm 的第三磁記錄層8。最后，使用碳靶沉積膜厚度為3 nm的碳保護(hù)層9，之后， 將基板從真空裝置中取出。第一、第二和第三磁記錄層采用RF磁控管濺射進(jìn) 行沉積，其余層采用DC磁控管濺射形成。然后，通過(guò)浸涂法形成2 nm厚度的 全氟聚醚液體潤(rùn)滑劑層10，制得垂直磁記錄介質(zhì)。
對(duì)比例1
直到Ru耦合層6之前，采用類(lèi)似的工藝進(jìn)行薄膜沉積；然后，使用 93(Co-15Cr-10Pt)-7Si0z耙沉積8到12 nm厚度的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPt-Si。2第二 磁記錄層7，不沉積第三磁記錄層8，因此該磁記錄層包含兩層。最后，使用 碳勒沉積厚度為3mn的碳保護(hù)層9，之后，將基板從真空裝置中取出。沉積各 膜以使磁記錄層總厚度為16 nm，等于上面實(shí)施方式中所述的包含三層的磁記 錄層的總厚度。
對(duì)比例2
10直到RU耦合層6之前，采用類(lèi)似的工藝進(jìn)行薄膜沉積；然后，使用
96(Co-15Cr-10Pt)-4B耙沉積8到12 nm厚度的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPtB第二磁記錄 層7，不沉積第三磁記錄層8，因此該磁記錄層包含兩層。最后，使用碳靶沉 積厚度為3nm的碳保護(hù)層9，之后，將基板從真空裝置中取出。沉積各膜以使 磁記錄層總厚度為16 mn，等于上面實(shí)施方式中所述的包含三層的磁記錄層的 總厚度。
首先，如下測(cè)量實(shí)施方式l中的各磁記錄層的Ku值。作為膜結(jié)構(gòu)，不包 括非晶形軟磁性背襯層，并且形成在Ru非磁性中間層上只包含8 mn厚度的第 一磁記錄層的磁記錄介質(zhì)；類(lèi)似地，制造只形成第二磁記錄層和第三磁記錄層 的磁記錄介質(zhì)，并且利用磁扭矩測(cè)量?jī)x測(cè)量單軸各向異性常數(shù)Ku。結(jié)果，第一 磁記錄層的Kw為7.5xl06erg/cc，第二磁記錄層的Kii2為2. 0x106 erg/cc，第 三磁記錄層Kua為1.3x106 erg/cc。由此，滿足關(guān)系式Kul > Ku2 > Ku3。
然后，在將磁記錄層總厚度保持在16 mn的前提下，在磁記錄層的膜厚度 比值受控的情況下進(jìn)行膜沉積，并對(duì)磁記錄介質(zhì)中不同量級(jí)的磁化反轉(zhuǎn)單位測(cè) 廣矯頑性Hc;結(jié)果示亍圖2。
根據(jù)該圖，比較本發(fā)明情況與單層磁記錄層的情況，其中本發(fā)明情況中緊 接Ru耦合層上的磁記錄層包含第二磁記錄層和第三磁記錄層，對(duì)于相同的磁 化反轉(zhuǎn)單位量級(jí)，很清楚，使用本發(fā)明中的用粒狀結(jié)構(gòu)磁性層替代一部分低Ku 層的三層磁記錄層，可以降低Hc。即，可以提高記錄密度，同時(shí)保持易磁化反 轉(zhuǎn)性。而且第一磁記錄層的Ku足夠大，可獲得大于或等于60的KuV指標(biāo)，并 能可靠地保持熱穩(wěn)定性。
實(shí)施方式2
除了不沉積CoZrNb非晶形軟磁性背襯層2之外，采用與實(shí)施方式1中完 全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
對(duì)比例3
除了不沉積CoZrNb非晶形軟磁性背襯層2和Ru耦合層6之外，采用與實(shí) 施方式1中完全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
圖3顯示實(shí)施方式2和對(duì)比例3的磁化曲線。由該圖可見(jiàn)，通過(guò)在磁記錄 層之間插入Ru耦合層，可以降低矯頑性Hc。在圖3情況中，此降低率約為20%。通過(guò)在至少兩個(gè)磁記錄層之間插入耦合層，提高了易磁化反轉(zhuǎn)性。
對(duì)比例4
除了將Ru耦合層6沉積到0. 35nm之外，采用與實(shí)施方式2中完全相同的 工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
圖4顯示對(duì)比例4的磁化曲線。由該圖可以看出，發(fā)生兩階段的磁化反轉(zhuǎn)。 這表明，在第一磁記錄層和第二磁記錄層之間的鐵磁耦合因?yàn)樵擇詈蠈拥暮穸?增大而被完全切斷，使這兩個(gè)磁記錄層處于磁分離狀態(tài)。B卩，如果Ru耦合層 太厚，則在磁記錄層之間的耦合力消失，且需要強(qiáng)磁場(chǎng)才能在高Ku層中引起 磁化反轉(zhuǎn)，因而易反轉(zhuǎn)性下降。
對(duì)比例5
除了采用與用于第一磁記錄層5相同的93(Co-8Cr-20Pt)-7Si02靶來(lái)沉積 4. 0nm厚度的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPt-Si02的第二磁記錄層7之外，采用與實(shí)施方式2 中完全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
閣5顯示對(duì)比例5的磁化曲線。由該圖可看出，如果在第一磁記錄層和第 二磁記錄層中使用相同的粒狀材料——即具有相同Ku值的材料，則易磁化反轉(zhuǎn) 性下降。
實(shí)施方式3
作為非磁性基板l，使用鍍有NiP且具有平坦表面的Al合金；清洗之后， 將該基板放入濺射裝置中，使用Co-Zr-Nb靶沉積40 mn厚度的CoZrNb非晶形 軟磁性背襯層2。然后，使用Ni-Fe-Si靶(為坡莫體系合金)沉積10rmi厚度的 NiFeSi底層3。然后，使用Ru靶沉積10nm厚度的Ru非磁性中間層4。然后， 使用93(Co-8Cr-20Pt)-7Si02靶沉積膜厚度為4到8nm的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPt_Si02 第一磁記錄層5。然后，使用Ru耙沉積膜厚度為0.2nm的Ru耦合層6。然后， 使用93(Co-15Cr-10Pt)-7Si02靶沉積膜厚度為4. 0 nm的粒狀結(jié)構(gòu)CoCrPt_Si02 第二磁記錄層7。不沉積第三磁記錄層8，最后，使用碳靶沉積膜厚度為3 mn 的碳保護(hù)層9，之后，將基板從真空裝置中取出。第--和第二磁記錄層采用RF 磁控管濺射進(jìn)行沉積，其余層釆用DC磁控管濺射形成。然后，通過(guò)浸涂法形 成2 nm厚度的全氟聚醚液體潤(rùn)滑劑層10，制得垂直磁記錄介質(zhì)。
12對(duì)比例6
除了不沉積耦合層6、第二磁記錄層7和第三磁記錄層8之外，采用與實(shí) 施方式3中完全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
對(duì)比例7
除了使用93(Co-8Cr-20Pt)-7Si02靶沉積8到12nm厚度的粒狀結(jié)構(gòu) CoCrPt-Si02第一磁記錄層5、以及不沉積耦合層6，第二磁記錄層7和第三磁 記錄層8之外，采用與實(shí)施方式3中完全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
在此，磁記錄層的總膜厚度與實(shí)施方式3和對(duì)比例7中相同。Ku值與實(shí)施 方式l中的測(cè)得值相同。
圖6顯示當(dāng)?shù)谝淮庞涗泴雍穸葹?nm時(shí)，在基本上接近在數(shù)據(jù)記錄期間使 用的磁場(chǎng)的情況下殘余矯頑性Hcr對(duì)施加磁場(chǎng)角度的依賴(lài)性的測(cè)定結(jié)果。由該 圖可知，在對(duì)比例7中，當(dāng)只有形成到12nm的第一磁記錄層時(shí)，Hcr很髙，對(duì) 垂直磁場(chǎng)而言在8 kOe。當(dāng)在對(duì)比例6中將相同的第一磁記錄層制為8mn時(shí)， 發(fā)現(xiàn)該值降低至5.2k0e。通過(guò)減小具有髙Ku的第一磁記錄層的厚度，就降低 分?jǐn)?shù)體積，并且Hcr即矯頑性下降。在此，Ku不變。另一方面，當(dāng)像實(shí)施方式 3中那樣在全體磁記錄層中以插入耦合層的方式在其上放置第二磁記錄層時(shí)， 與只包含在同樣厚度的第—磁記錄層中使用的材料的對(duì)比例7相比較，顯然有 效降低了矯頑性。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)耦合層保持了第一磁記錄層的Ku，所以可以 保證熱穩(wěn)定性。
實(shí)施方式4
除了使用96(Co-15Cr-10Pt)-4B靶來(lái)沉積8到12nm厚度的CoCrPtB第三 磁記錄層之外，采用與實(shí)施方式1中完全相同的工藝來(lái)制造磁記錄介質(zhì)。
對(duì)比例8
除了不沉積耦合層6之外，采用與實(shí)施方式4中完全相同的工藝來(lái)制造磁 記錄介質(zhì)。
圖7顯示在實(shí)施方式4、對(duì)比例7和實(shí)施方式3中Hcr對(duì)施加的磁場(chǎng)的依 賴(lài)性的測(cè)定結(jié)果。由該圖可知，在具有三層結(jié)構(gòu)的磁記錄層中使用第三磁記錄層時(shí)，對(duì)于垂直磁場(chǎng)而言，Hcr下降至4.4 k0e。另一方面，當(dāng)沒(méi)有形成耦合 層6時(shí)，Hcr的降低率很差，很清楚矯頑性沒(méi)有有效降低。此外，因?yàn)椴皇褂?耦合層6，所以磁記錄層整體的有效Ku降低，并且熱穩(wěn)定性降低。
關(guān)注于隨施加磁場(chǎng)的角度的變化，在實(shí)施方式4中，可見(jiàn)在相對(duì)于垂直磁 場(chǎng)(0度)的各角度，下降率被抑制。圖8顯示圖7的結(jié)果由垂直磁場(chǎng)的Hcr進(jìn) 行歸一化后的數(shù)值。實(shí)施方式4中Hcr隨角度的變化與其他任何數(shù)據(jù)相比在最 小范圍之內(nèi)，并且隨角度只有很小的變化。這是因?yàn)楦叽呕崔D(zhuǎn)起動(dòng)場(chǎng)Hn是 通過(guò)使用CoCrPtB第三磁記錄層8獲得的。因此，即使在高記錄密度下，仍可 以減少數(shù)據(jù)記錄/再現(xiàn)差錯(cuò)，可抑制介質(zhì)噪聲，并可提髙磁記錄介質(zhì)的性能。
因此，藉由本發(fā)明，通過(guò)在垂直磁記錄介質(zhì)的磁記錄層之間設(shè)置鐵磁耦合， 并通過(guò)進(jìn)一步提供具有不同Ku值的三層磁記錄層，可以通過(guò)提高熱穩(wěn)定性指 標(biāo)KuV和降低依賴(lài)于Ku的Hc，從而在不減損熱穩(wěn)定性的情況下降低磁記錄介 質(zhì)的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且同時(shí)可以可靠地實(shí)現(xiàn)噪聲特性、S/N特性以及其他磁記錄 介質(zhì)性能的改善。因此，可以同時(shí)提高磁性記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性、易記錄性和 記錄密度。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，通過(guò)在非磁性基板上按序至少層積軟磁性背襯層、底層和磁記錄層形成，其特征在于，所述磁記錄層至少具有第一磁記錄層、第二磁記錄層和第三磁記錄層；在所述第一磁記錄層和所述第二磁記錄層之間設(shè)有耦合層；所述第一磁記錄層和所述第二磁記錄層通過(guò)所述耦合層鐵磁耦合；中間夾有所述耦合層的所述第一磁記錄層和所述第二磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)；以及所述第一磁記錄層、所述第二磁記錄層和所述第三磁記錄層在垂直于所述非磁性基板的平面的方向上具有易磁化軸方向。
2. 如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其特征在于，通過(guò)所述耦合層鐵 磁耦合的所述第一磁記錄層和所述第二磁記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)，該粒狀結(jié)構(gòu)中 磁性晶粒分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基質(zhì)中。
3. 如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述 第一磁記錄層的單軸各向異性常數(shù)KUl、所述第二磁記錄層的單軸各向異性常 數(shù)KU2和所述第三磁記錄層的單軸各向異性常數(shù)KU3的值各不相同，并且其量級(jí) 關(guān)系是Ku, 〉 Ku2 〉 Ku3。
4. 如權(quán)利耍求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述耦合層包含選 豈V、 Cr、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Ta、 W、 Re和Ir的元素、或者 其主組分是選自這些元素的至少--種元素的合金。
5. 如權(quán)利耍求l所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其特征在于，所述耦合層的厚度 為小于或等于0.3 nm。
全文摘要
提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，能夠在不減損熱穩(wěn)定性的情況下更容易地在該介質(zhì)上執(zhí)行記錄。該垂直磁記錄介質(zhì)中，在非磁性基體(1)上按順序至少層積軟磁性背襯層(2)、底層(3)和磁性記錄層。該磁性記錄層至少具有第一磁性記錄層(5)、第二磁性記錄層(7)和第三磁性記錄層(8)。在第一磁性記錄層(5)和第二磁性記錄層(7)之間形成耦合層(6)。中間夾有耦合層(6)的第一磁性記錄層(5)和第二磁性記錄層(7)鐵磁耦合并且具有粒狀結(jié)構(gòu)。第一磁性記錄層(5)、第二磁性記錄層(7)和第三磁性記錄層(8)在垂直于該非磁性基體表面的方向上具有易磁化軸。
文檔編號(hào)G11B5/66GK101663705SQ200880012609
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者佐藤啟, 竹野入俊司, 酒井泰志 申請(qǐng)人:富士電機(jī)電子技術(shù)株式會(huì)社