專利名稱：磁記錄介質(zhì)和磁存儲器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及采用面內(nèi)磁記錄法的磁記錄介質(zhì)和磁存儲器。
背景技術(shù)：
磁存儲器例如磁盤驅(qū)動器近年來一直并且繼續(xù)廣泛應用于儲存數(shù)字化的動畫數(shù)據(jù)或者音樂數(shù)據(jù)。尤其是家庭中使用磁存儲器來儲存動畫數(shù)據(jù)，從而取代傳統(tǒng)的家用錄像機，而且由于其訪問速率高、體積小、容量大，因此磁存儲器的市場正在迅速增長。由于要記錄大量數(shù)據(jù)，例如動畫數(shù)據(jù)，所以要求磁存儲器具有盡量大的存儲容量。到目前為止，磁存儲器的記錄密度每年提高100％。為了進一步提高記錄密度，必須發(fā)展技術(shù)，從而進一步提高磁記錄介質(zhì)和磁記錄頭的記錄密度。
一種提高磁記錄介質(zhì)的記錄密度的方法是減小介質(zhì)噪音，從而提高介質(zhì)信噪比。介質(zhì)噪音由直流退磁噪音和轉(zhuǎn)變噪音構(gòu)成。如果記錄層是金屬膜，則轉(zhuǎn)變噪音在介質(zhì)噪音中占主導。轉(zhuǎn)變噪音取決于磁化轉(zhuǎn)變寬度a，因此，如果磁化轉(zhuǎn)變寬度a減小，則轉(zhuǎn)變噪音相應減小。據(jù)報道，磁化轉(zhuǎn)變寬度a由以下等式表示(參見T.C.Arnoldussen等，IEEE Trans.Magn.，36，(2000)第92-97頁)。
a=3.25×(1.89-1.11S*)(Mr×d)×df/Hc]]>其中S*表示記錄層的矯頑力方形度，Mr表示記錄層的剩余磁化，d表示記錄層厚度，df表示磁記錄介質(zhì)和磁記錄頭之間的有效磁間距，以及Hc表示記錄層的矯頑力。
從上述等式可以看出，為了減小磁化轉(zhuǎn)變寬度a，只需要提高矯頑力方形度S*，或者減小Mr×d的積，或者提高矯頑力Hc。特別地，矯頑力方形度S*的提高或者Mr×d的積的減小可以僅通過減小記錄層的厚度d來實現(xiàn)。即，在記錄層中，晶粒在厚度方向上生長的同時，也在寬度方向上生長。通過減小記錄層厚度d，可以抑制晶粒在寬度方向上生長。結(jié)果，改善了晶粒的小型化，而且提高了矯頑力方形度S*。
另一方面，為了提高記錄層的矯頑力Hc，例如，當記錄層由基于CoCrPt的合金形成時，提高Pt的含量是有效的。通過提高矯頑力Hc，可以減小磁化轉(zhuǎn)變寬度a，而且這有望提高記錄層中所記錄的剩余磁化的長期穩(wěn)定性，換句話說，可以提高記錄層耐熱波動性。
例如，日本特開2001-52330公開了這個領域的技術(shù)。
但是，減小記錄層厚度d會導致再生輸出下降。而且，隨著記錄層厚度d的減小和晶粒的小型化，在記錄層中磁性形成的最小記錄區(qū)所占的體積減小，而且記錄層的耐熱波動性惡化。
而且，當通過添加Pt來提高由基于CoCrPt的合金形成的記錄層的矯頑力Hc時，如果Pt添加過量，則記錄層的母相CoCr相的晶體結(jié)構(gòu)變形，這將降低記錄層的晶體性能，反過來不利地提高了介質(zhì)噪音并降低了記錄層的耐熱波動性。而且，在記錄層中記錄數(shù)據(jù)時，這會導致為反轉(zhuǎn)記錄層的磁化而施加的記錄磁場的加大，而且降低了例如重寫性能等記錄性能。換句話說，通過僅僅提高記錄層中的Pt含量來提高矯頑力Hc，即使提高了矯頑力Hc，也不能減小介質(zhì)噪音，而減小噪音是最初的目的，而且，最后會降低耐熱波動性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個問題。
本發(fā)明更加具體的目的是提供一種磁記錄介質(zhì)和磁存儲器，所述磁記錄介質(zhì)和磁存儲器可以提高記錄層的矯頑力Hc和提高記錄層的信噪比，而不降低記錄層的耐熱波動性，并且可以實現(xiàn)高密度記錄。
本發(fā)明的第一方面是提供一種磁記錄介質(zhì)，所述磁記錄介質(zhì)包括基底；在基底上由晶體材料形成的籽晶層；在籽晶層上的粒徑控制層；在粒徑控制層上的底層；和在底層上的記錄層，其中，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成。
根據(jù)本發(fā)明，在由晶體材料形成的籽晶層上提供有粒徑控制層，該粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成。該粒徑控制層作為在粒徑控制層上的底層的生長核，來控制底層中的顆粒直徑，從而在底層中確保良好的顆粒尺寸分布。而且，由于籽晶層由晶體材料形成，這有助于提高粒徑控制層和底層的晶體性能。因此，記錄層的晶體在具有良好的粒徑分布和良好的晶體性能的底層上生長，而且記錄層從底層繼承了良好的粒徑分布和良好的晶體性能。結(jié)果，可以提供其記錄層具有良好粒徑分布的磁記錄介質(zhì)，而且該磁記錄介質(zhì)因而可以具有提高的矯頑力Hc和提高的信噪比，而不降低耐熱波動性，因而實現(xiàn)高密度記錄。
作為一個實施方式，該籽晶層可以由包括B2晶體結(jié)構(gòu)的合金形成。由于籽晶層的B2晶體結(jié)構(gòu)，可以提高籽晶層和底層之間的晶體匹配性，由此進一步提高了底層的晶體性能。
作為一個實施方式，該粒徑控制層的平均厚度可以設定在從0.1nm到5nm的范圍內(nèi)。該粒徑控制層可以形成為散布的膜或者連續(xù)的膜。如下所述，將該平均厚度規(guī)定為假定形成連續(xù)膜時的平均厚度。當粒徑控制層形成散布的層時，該平均厚度對應于在實際形成的粒徑控制層的散布部分區(qū)域的平均厚度。
這樣，規(guī)定了在有關(guān)區(qū)域中粒徑控制層的平均厚度，而且在籽晶層上淀積散布層或連續(xù)的薄膜作為在其上形成的底層的生長核。尤其是當粒徑控制層淀積成散布層而暴露出其下的底層時，底層與籽晶層接觸，從而提高底層的晶體性能。
本發(fā)明的第二方面是提供一種磁存儲器，所述磁存儲器包括磁記錄介質(zhì)；記錄單元；和包括磁阻再生元件的記錄和再生單元，其中，所述磁記錄介質(zhì)包括基底；在基底上由晶體材料形成的籽晶層；在籽晶層上的粒徑控制層，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成；在粒徑控制層上的底層；和在底層上的記錄層。
根據(jù)本發(fā)明，由于該磁記錄介質(zhì)包括在記錄方向上具有高矯頑力Hc和良好信噪比的記錄層，所以可以提供能實現(xiàn)高密度記錄的磁存儲器。
本發(fā)明的第三方面是提供一種磁盤驅(qū)動器，所述磁盤驅(qū)動器包括磁盤介質(zhì)；以及記錄和再生單元，其中，所述磁記錄介質(zhì)包括基底盤；在基底盤上由晶體材料形成的籽晶層；在籽晶層上的粒徑控制層，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成；在粒徑控制層上的底層；和在底層上的記錄層。
根據(jù)本發(fā)明，由于該磁記錄介質(zhì)包括在記錄方向上具有高矯頑力Hc和良好信噪比的記錄層，所以可提供能夠高密度記錄的磁盤驅(qū)動器。
通過下文給出的優(yōu)選實施方式的詳細說明并參考附圖，本發(fā)明的上述和其它目的、特性以及優(yōu)點將更明顯。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的磁記錄介質(zhì)的例子的橫截面示意圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的磁記錄介質(zhì)的另一個例子的橫截面示意圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的磁存儲器的主要部分的示意圖，該磁存儲器具有本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)。
具體實施例方式
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。
如圖1所示，磁記錄介質(zhì)包括基底11、在基底上的籽晶層12、在籽晶層12上的粒徑控制層13、在粒徑控制層13上的底層14以及在底層14上的記錄層19。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當粒徑控制層13由晶體材料在籽晶層12上形成為散布或者連續(xù)的層時，提高了記錄層19在面內(nèi)方向上的矯頑力Hc，而且改善了記錄層19的信噪比。例如，粒徑控制層13可以是Ag膜或者W膜。
具體而言，將粒徑控制層13在籽晶層12上淀積成散布層或者連續(xù)薄膜以用作形成在籽晶層12上的底層14的生長核。從生長核開始，在底層14上，底層14的晶粒14a開始生長，并且記錄層19的晶粒19a進一步開始生長。即，底層14的晶粒14a和記錄層19的晶粒19a的直徑分布根據(jù)粒徑控制層13的生長核的排布而確定。據(jù)認為，如果粒徑控制層13由Ag膜或者W膜形成，則粒徑控制層13的生長核將均勻分布，而且這可以減小記錄層19的晶粒19a的粒徑分布寬度。
通常，當晶粒的粒徑較小時，則晶粒的單軸各向異性常數(shù)較小。當單軸各向異性常數(shù)小時，則記錄層19的矯頑力Hc降低。在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，由于粒徑分布寬度減小，這減少了小晶粒的數(shù)目，即減少了引起記錄層矯頑力Hc下降的晶粒數(shù)目，因此，可以提高記錄層19的矯頑力Hc。
這里，例如，“晶粒的粒徑分布寬度”可以定義為所研究的晶粒的最大直徑的FWHM(半峰值全寬度)，例如，在橫坐標為記錄層19的晶粒的粒徑，縱坐標為統(tǒng)計數(shù)量的坐標系中，從粒徑的頻率分布圖中測量得到FWHM。
而且，由于籽晶層12由晶體材料形成，而且粒徑控制層13在晶體籽晶層12上形成，所以粒徑控制層13可以保持良好的晶體性能。而且，當粒徑控制層13形成為散布的層時，底層14與晶體籽晶層12接觸；因此，底層14可以保持良好的晶體性能。
即，由于可以減小記錄層19中晶粒的粒徑分布寬度，所以可以得到記錄層19的晶體性能。據(jù)認為，這可以提高記錄層19的面內(nèi)方向上的矯頑力Hc，并提高記錄層19的信噪比。
下面，將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行介紹。
第一實施方式圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的磁記錄介質(zhì)的一個例子的橫截面示意圖。
如圖2所示，磁記錄介質(zhì)10包括基底11、在基底上的籽晶層12、在籽晶層12上的粒徑控制層13、在粒徑控制層13上的底層14、在底層14上的非磁性中間層15、在非磁性中間層15上的記錄層19、保護膜20和潤滑層21。該記錄層19是包括第一磁性層16、非磁性耦合層17和第二磁性層18的堆疊結(jié)構(gòu)。
對基底11沒有限制，例如，基底11可以是玻璃基底、帶有NiP涂層的鋁合金基底、硅基底、塑料基底、陶瓷基底或者碳基底。
在基底11的表面上，可以沿著記錄方向形成具有多個凹槽的紋理(當磁記錄介質(zhì)10是磁盤時，該記錄方向沿著圓周方向)，例如，這種紋理可以是機械紋理。由于這種紋理，第一磁性層16和第二磁性層18的易磁化軸可以沿著記錄方向?qū)R。除了在基底11表面上形成這種紋理外，還可以在如下述圖3中的第二實施方式的磁記錄介質(zhì)的第一磁性層表面上形成該紋理。
籽晶層12由晶體金屬或者合金或者金屬間化合物形成。籽晶層12還可以由包括B2晶體結(jié)構(gòu)的合金形成，優(yōu)選由AlRu合金或者NiAl合金形成。當使用這種材料時，可以提高籽晶層12上粒徑控制層13的晶體性能。
優(yōu)選地，籽晶層12的厚度設置在從5nm到100nm的范圍內(nèi)，而且較厚的籽晶層12是更加優(yōu)選的，因為較厚的籽晶層12具有更好的晶體性能。在現(xiàn)有技術(shù)的磁記錄介質(zhì)中，底層直接設置在籽晶層上，而且公認優(yōu)選較薄的籽晶層。具體而言，在現(xiàn)有技術(shù)的磁記錄介質(zhì)中，如果籽晶層變厚，則構(gòu)成籽晶層的晶粒直徑增大，而且較大的晶粒直徑被底層和記錄層所繼承，導致介質(zhì)噪音的增加。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，將籽晶層制作得較薄，從而防止籽晶層的晶粒直徑增大。但是，由于薄籽晶層的晶體性能不夠好，因此在現(xiàn)有技術(shù)中，很難提高底層的晶體性能。
相反，在本發(fā)明中，由于在籽晶層12上設置了用于控制晶粒直徑的粒徑控制層13，所以粒徑控制層13可以控制晶粒直徑，并且可以使用厚籽晶層12，以便提高籽晶層12的晶體性能。結(jié)果，底層14可以同時獲得對晶粒直徑的良好控制和良好的晶體性能。
粒徑控制層13可以由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成。優(yōu)選將上述金屬作為單一元素而使用。更加優(yōu)選粒徑控制層13由Ag或者W形成，或者由含Ag的合金和含W的合金形成。即，用Ag或者W作為主要成分，添加其它元素。
粒徑控制層13可以在籽晶層12表面上淀積成散布或者連續(xù)膜，并且優(yōu)選粒徑控制層13是散布膜。換句話說，粒徑控制層13不是在膜的面內(nèi)方向上延伸的連續(xù)膜，而是包括離散部分，就像散布的島。優(yōu)選籽晶層12暴露在兩個相鄰島之間。為了形成這種粒徑控制層13，必須減少用于淀積粒徑控制層13的材料量。
例如，當通過濺射來淀積粒徑控制層13時，以預定的濺射功率來濺射由構(gòu)成粒徑控制層13的材料形成的濺射靶。當這樣產(chǎn)生的濺射粒子在籽晶層12上開始淀積時，首先形成散布部分(島)。然后，當?shù)矸e繼續(xù)進行時，島在面內(nèi)方向上生長，形成連續(xù)膜。當僅僅希望形成散布部分(島)時，則在島彼此連接形成連續(xù)膜之前停止濺射。
粒徑控制層13的平均厚度可以在從0.1nm到5nm的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選為0.1nm到4nm的范圍。
例如，可以按如下方法測量粒徑控制層13的平均厚度。采用不同的濺射功率值，形成不同厚度的連續(xù)粒徑控制層；采用熒光X射線厚度計，測定連續(xù)粒徑控制層的厚度；然后確定濺射功率與連續(xù)粒徑控制層的厚度之間的關(guān)系；利用這種關(guān)系，確定粒徑控制層的厚度。因此，如果粒徑控制層13的厚度在上述的從0.1nm到5nm或者優(yōu)選從0.1nm到4nm的范圍內(nèi)接近下限值時，則粒徑控制層13很可能形成為散布膜，而且，如果粒徑控制層13的厚度在上述范圍內(nèi)接近上限值時，則粒徑控制層13很可能形成為連續(xù)膜。有時，可能不清楚粒徑控制層13是散布的還是連續(xù)的。
底層14具有bcc晶體結(jié)構(gòu)，而且底層14由Cr或者Cr-X1合金形成(其中X1表示Mo、W、V、B、Mo之一)。優(yōu)選地，將底層14的厚度設置在從3nm到10nm的范圍內(nèi)。如果底層14由Cr-X1合金形成，則當將非磁性中間層15設置在底層14上時，可以提高底層14和非磁性中間層15之間的晶體匹配性能，而且這可以進一步提高第一磁性層16和第二磁性層18的晶體性能。
底層14可以是包括由Cr或者Cr-X1合金形成的多個層的復合層。利用復合層，可以抑制底層14中的晶粒生長，并進一步抑制第一磁性層16和第二磁性層18中的晶粒生長。
當粒徑控制層13淀積成散布膜時，形成底層14來覆蓋籽晶層12和粒徑控制層13。在此情況下，以粒徑控制層13作為生長核，底層14在籽晶層12上生長，而且，如果籽晶層12由包括B2晶體結(jié)構(gòu)的合金形成，則籽晶層12與底層14間的晶體匹配性能非常好，這進一步提高了底層14的晶體性能。
非磁性中間層15設置在記錄層19和底層14之間，而且由以下非磁性材料形成，該非磁性材料用具有hcp結(jié)構(gòu)(六方密堆積結(jié)構(gòu))的Co-X2表示，其中X2表示Cr、Ta、Mo、Mn、Re、Ru和它們的合金中的一種。非磁性中間層15的厚度設置在從0.5nm到5.0nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在從0.5nm到3.0nm的范圍內(nèi)。
非磁性中間層15在底層14的表面上外延生長，而且繼承了底層14的良好的粒徑分布和良好的晶體性能。此外，非磁性中間層15還可以影響在非磁性中間層15上外延生長的第一磁性層16和第二磁性層18的良好的粒徑分布和良好的晶體性能。
非磁性中間層15還可以是包括由Co或者Cr-X2合金形成的多個層的復合層。而且，還可以省略非磁性中間層15。
記錄層19是包括第一磁性層16、非磁性耦合層17和第二磁性層18的堆疊結(jié)構(gòu)。第一磁性層16和第二磁性層18具有交換耦合結(jié)構(gòu)，即，第一磁性層16和第二磁性層18由通過非磁性耦合層17的反鐵磁性交換耦合來耦合。
當沒有施加外部磁場時，在面內(nèi)方向上對齊的第一磁性層16的磁化和第二磁性層18的磁化彼此反平行。
第一磁性層16由鐵磁性材料例如Co、Ni、Fe、基于Co的合金、基于Ni的合金或者基于Fe的合金形成。第一磁性層16的厚度設置在從0.5nm到20nm的范圍內(nèi)。在基于Co的合金中，優(yōu)選CoCr、基于CoCr的合金、CoCrTa、基于CoCrTa的合金、CoCrPt和基于CoCrPt的合金。尤其是考慮到第一磁性層16中晶粒的粒徑控制，更優(yōu)選第一磁性層16由CoCr-M1形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金屬的合金。而且，考慮到提高第二磁性層18的晶體取向，優(yōu)選將第一磁性層16形成為包括多個鐵磁性層的復合層。
非磁性耦合層17可以由Ru、Rh、Ir、基于Ru的合金、基于Rh的合金或者基于Ir的合金形成，其中，Rh和Ir具有fcc結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))，而Ru具有hcp結(jié)構(gòu)(六方密堆積結(jié)構(gòu))。
當非磁性耦合層17上的第二磁性層18具有hcp結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選非磁性耦合層17由Ru和基于Ru的合金形成。特別地，當?shù)诙判詫?8由具有hcp結(jié)構(gòu)的基于CoCrPt的合金形成時，因為基于CoCrPt的合金的晶格常數(shù)等于0.25nm，而Ru的晶格常數(shù)等于0.27nm，這接近于基于CoCrPt的合金的晶格常數(shù)，所以優(yōu)選非磁性耦合層17由Ru或者基于Ru的合金形成?；赗u的合金可以包括Ru與Co、Cr、Fe、Ni或Mn的合金，或者Ru與這些金屬的合金的合金。
非磁性耦合層17的厚度設置在從0.4nm到1.2nm的范圍內(nèi)。通過將非磁性耦合層17的厚度設置在這個范圍內(nèi)，第一磁性層16和第二磁性層18可以由通過非磁性耦合層17的反鐵磁性交換耦合來耦合。
第二磁性層18由鐵磁性材料例如Co、Ni、Fe、基于Co的合金、基于Ni的合金或者基于Fe的合金形成。第二磁性層18的厚度設置在從5nm到20nm的范圍內(nèi)。在基于Co的合金中，優(yōu)選CoCr、基于CoCr的合金、CoCrTa、基于CoCrTa的合金、CoCrPt和基于CoCrPt的合金。尤其是考慮到第二磁性層18中晶粒的粒徑控制，和第一磁性層16一樣，更優(yōu)選第二磁性層18由CoCr-M1形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金屬的合金。而且，考慮到第二磁性層18的各向異性磁場，進而更優(yōu)選第二磁性層18由CoCrPt-M2形成，其中M2表示B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金屬的合金。
至于第一磁性層16和第二磁性層18之間的關(guān)系，優(yōu)選剩余磁化(Mr)和膜厚度(t)的乘積即所謂“剩余面積磁化(Mr×t)”滿足Mr1×t1＜Mr2×t2，其中Mr1和Mr2分別表示第一磁性層16和第二磁性層18的剩余磁化，t1和t2分別表示第一磁性層16和第二磁性層18的膜厚。通過滿足這種關(guān)系，記錄層19實質(zhì)上具有Mr2×t2-Mr1×t1這樣大小的剩余面積磁化；因此，記錄層19的剩余磁化和第二磁性層18的剩余磁化處于同樣的方向。優(yōu)選地，剩余面積磁化(Mr2×t2-Mr1×t1)的有效大小設置在從2.0nTm到10.0nTm的范圍內(nèi)。
構(gòu)成第二磁性層18的鐵磁性材料可以與形成第一磁性層16的材料不同。例如，構(gòu)成第二磁性層18的鐵磁性材料可以具有比構(gòu)成第一磁性層16的鐵磁性材料更大的各向異性磁場。特別地，可以將不包括Pt的鐵磁性材料用于第一磁性層16，而將包括Pt的鐵磁性材料用于第二磁性層18?？蛇x擇地，第二磁性層18可以由其Pt濃度高于形成第一磁性層16的鐵磁性材料的Pt濃度的鐵磁性材料形成。
如上所述，第一磁性層16和第二磁性層18由通過非磁性耦合層17的反鐵磁性交換耦合來耦合，從而形成上述記錄層19。因為當記錄時所形成的剩余磁化的有效體積等于通過交換耦合來耦合的第一磁性層16與第二磁性層18的總和，所以與具有單層結(jié)構(gòu)的記錄層的剩余磁化有效體積相比，可以增大剩余磁化的有效體積。換句話說，在等式Ku*V/kT中，V的量提高，從而提高記錄層的耐熱波動性。
記錄層19不限于具有兩層磁性層的結(jié)構(gòu)，它還可以具有三層或者三層以上的磁性層。磁性層通過交換耦合而彼此耦合，而且只需要至少兩層磁性層通過反鐵磁性交換耦合來耦合。此外，作為本實施方式的磁記錄介質(zhì)的變化形式，記錄層19可以僅由一層磁性層例如第二磁性層18來形成。
保護膜20可以是0.5nm到10nm厚，優(yōu)選地是0.5nm到5nm，而且，例如可以由金剛石型碳、氮化物碳或者無定形碳形成。
潤滑層21可以由具有全氟聚醚主鏈和-OH或苯基的端基的有機液體潤滑劑形成，所述有機液體潤滑劑有例如由Ausimont制造的AM3001。根據(jù)保護層20的類型的不同，也可以省略潤滑層21。
除了潤滑層21以外，磁記錄介質(zhì)10的上述層可以通過例如濺射、蒸發(fā)作用、CVD(化學氣相沉積)等真空工藝或例如電鍍或無電鍍等濕法工藝來制造。潤滑層21可以通過例如上提、下浸等浸漬法或者例如旋轉(zhuǎn)涂覆等涂覆法來制造。
在本實施方式的磁記錄介質(zhì)10中，因為在由晶體材料形成的籽晶層12上設置有粒徑控制層13，所以粒徑控制層13用作在粒徑控制層13上的底層14的生長核，同時提高籽晶層12、粒徑控制層13和底層14的晶體性能。因此，可以減小第一磁性層16和第二磁性層18的晶粒的粒徑分布寬度，而且可以提高晶粒的晶體性能。結(jié)果，可以提高第一磁性層16和第二磁性層18在面內(nèi)方向上的矯頑力He和信噪比。因此，可以使用本實施方式的磁記錄介質(zhì)10來實現(xiàn)高密度記錄。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的磁記錄介質(zhì)的另一個例子的橫截面示意圖。
圖3中的磁記錄介質(zhì)30是圖2中的磁記錄介質(zhì)10的變化形式。在圖3中，相同構(gòu)件的標號同前，故此不再重復說明。
如圖3所示，磁記錄介質(zhì)10包括基底11、在基底上的籽晶層31、第二籽晶層12、在第二籽晶層12上的粒徑控制層13、在粒徑控制層13上的底層14、在底層14上的非磁性中間層15、在非磁性中間層15上的記錄層19、保護膜20和潤滑層21。記錄層19是包括第一磁性層16、非磁性耦合層17和第二磁性層18的堆疊結(jié)構(gòu)。
如圖3和圖2所示，除了提供有附加的籽晶層31以外，磁記錄介質(zhì)30和磁記錄介質(zhì)10相同。此外，顯然，磁記錄介質(zhì)30中的籽晶層12和磁記錄介質(zhì)10中的籽晶層12相同。
第一籽晶層31由具有三種或者三種以上金屬的合金形成，其中以非磁性和非晶的CoW、CrTi、NiP或者它們的合金為主要成分。第一籽晶層31的厚度設置在從5nm到100nm的范圍內(nèi)。因為第一籽晶層31是非晶，因此是在結(jié)晶學上是均一的，與第二籽晶層12直接設置在基底上相比，第二籽晶層12更不容易受到結(jié)晶各向異性的影響。因此，容易形成第二籽晶層12的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果，第二籽晶層12正面影響粒徑控制層13和底層14，從而發(fā)揮上述功能，產(chǎn)生顯著效果。當?shù)诙丫?2具有B2晶體結(jié)構(gòu)時，會獲得更加顯著的效果。
磁記錄介質(zhì)30和磁記錄介質(zhì)10產(chǎn)生相同的效果，但是效果更加顯著。即，與磁記錄介質(zhì)10相比，更加提高了記錄層19在面內(nèi)方向上的矯頑力Hc和信噪比。
下面，將對根據(jù)本發(fā)明的實施方式制造的磁記錄介質(zhì)的實施例進行說明。
實施例實施例1清洗玻璃基底表面后，制備具有以下結(jié)構(gòu)的磁盤。
所得到的磁盤包括直徑為65mm的玻璃基底、由Cr50Ti50膜形成的厚度為50nm的第一籽晶層、由Al50Ru50膜形成的厚度為80nm的第二籽晶層、由Ag膜形成的粒徑控制層、由Cr75Mo25膜形成的厚度為5nm的底層、由Co58Cr42膜形成的厚度為1nm的非磁性中間層、由Co88Cr12膜形成的厚度為2.3nm的第一磁性層、由Ru膜形成的厚度為0.7nm的非磁性耦合層、由CoCrPtBCu膜形成的厚度為18nm的第二磁性層、由碳膜形成的厚度為5nm的保護膜以及由潤滑劑AM3001形成的厚度為1.5nm的潤滑層。這里，在組成式中，數(shù)字表示原子百分比。對用作粒徑控制層的Ag膜進行淀積使其平均厚度分布在從0.5nm到5.0nm的范圍內(nèi)，從而得到六個磁盤。將這六個磁盤標示為磁盤1-1到磁盤1-6。下面的表1中示出了磁盤1-1到磁盤1-6中Ag膜的平均厚度數(shù)據(jù)。設定磁盤1-1到磁盤1-6中Ag膜的厚度，使得磁盤1-1到磁盤1-6中第一磁性層和第二磁性層的凈剩余面積磁化等于3.5nTm。這里，Ag膜的平均厚度設定為假定形成的連續(xù)膜的厚度。
表1

上述各層在以下條件下制備。首先，在形成Cr50Ti50膜之前，使用加熱設備的PBN(熱解氮化硼)加熱器在真空中將玻璃基底加熱到200℃。接著，使用DC磁控管濺射裝置在0.67Pa壓力的氬氣氣氛中，順序制備從Cr50Ti50膜到碳膜的上述各層。然后，通過上提法在碳膜表面上涂覆潤滑層。
在上述方法中，首先將加熱設備和DC磁控管濺射裝置的真空室抽成1×10-5Pa或甚至更高的高真空，然后提供氬氣，直到達到預設壓力。
實施例2除了將用作粒徑控制層的Ag膜用W膜代替之外，實施例2的磁盤和實施例1的磁盤相同。
W膜的平均厚度分布在從0.5nm到5.0nm的范圍內(nèi)，從而得到六個磁盤，將這六個磁盤標示為磁盤2-1到磁盤2-6。
下面的表2中示出了磁盤2-1到磁盤2-6中W膜的平均厚度數(shù)據(jù)，用與實施例1中的Ag膜相同的方式來設定磁盤2-1到磁盤2-6中W膜的厚度。
表2

比較例制備作為比較例的磁盤。除了不形成用作粒徑控制層的Ag膜之外，用作比較例的磁盤和實施例1的磁盤相同。
表1是示出實施例1的磁盤和作為比較例的磁盤的性能的表格。
表1的表格中所示的矯頑力是在記錄層的面內(nèi)方向上。當在磁盤的面內(nèi)方向上施加磁場(最大磁場790kA/m)時，用振動樣品磁強計(VSM)測量矯頑力。信噪比(S/N)的定義為孤立波輸出與介質(zhì)噪音的比。孤立波輸出規(guī)定為線性記錄密度為104kFCI時的平均輸出S(μV)，介質(zhì)噪音N(μVrms)對應于轉(zhuǎn)變噪音和DC去磁噪音的總和。限定S/N比(dB)＝20log(S/N)。
如表1所示，與用于比較的磁盤相比，磁盤1-1到磁盤1-5中的矯頑力和S/N比得以提高，即，提高了用作粒徑控制層的Ag膜的平均厚度分別為0.5nm、1.0nm、2.0nm、3.0nm和4.0nm的磁盤的矯頑力和S/N比。而對于Ag膜平均厚度為5.0nm的磁盤1-6，與用于比較的磁盤相比，矯頑力略有下降，但是S/N比等于比較例的磁盤的S/N比。因此，從表1中的這些結(jié)果看，可以得出結(jié)論，當Ag膜的平均厚度小于5.0nm時，相對于用于比較的磁盤可以提高S/N比。
盡管沒有做Ag膜平均厚度小于0.5nm的實驗，但是，由于具有0.5nm厚Ag膜的磁盤1-1與用于比較的磁盤相比矯頑力明顯提高，S/N比也明顯提高，所以可以認為即使Ag膜的平均厚度減小到象0.1nm那么薄，也可以提高矯頑力和S/N比。換句話說，根據(jù)確定平均厚度的方法，0.1nm的平均厚度對應于一層Ag原子，即島狀方式。
因此，根據(jù)實施例1，可以證明當Ag膜的平均厚度大于或等于0.5nm且小于或等于4.0nm時，與用于比較的磁盤相比可以提高矯頑力和S/N比。而且，預計當Ag膜平均厚度大于或等于0.1nm且小于5.0nm時，與用于比較的磁盤相可以提高比矯頑力和S/N比。而且，由于與用于比較的磁盤相比提高了矯頑力，因此可以預計與用于比較的磁盤相比也可以提高耐熱波動性。
表2是示出實施例2的磁盤和作為比較例的磁盤的性能的表格。
表2的表格中所示的矯頑力和S/N比用與表1所示的矯頑力和S/N比相同的方式進行限定和測量。為了便于說明，表2中的比較例和表1所示的相同。
如表2所示，與用于比較的磁盤相比，磁盤2-1到磁盤2-6的矯頑力得到提高，即提高了用作粒徑控制層的W膜的平均厚度是從0.5nm到5.0nm的磁盤的矯頑力。
而且，與用于比較的磁盤相比，磁盤2-1到2-5中的S/N比得以提高，即提高了W膜平均厚度分別為0.5nm、1.0nm、2.0nm、3.0nm和4.0nm厚的磁盤的S/N比。而對于W膜平均厚度為5.0nm的磁盤2-6，與用于比較的磁盤相比，提高了矯頑力，但S/N比相等。因此，從表2中的這些結(jié)果，可以得出結(jié)論，當作為粒徑控制層的W膜的平均厚度小于5.0nm時，與用于比較的磁盤相比，可以提高S/N比。
因此，根據(jù)實施例2可以肯定，當W膜的平均厚度大于或等于0.5nm且小于或等于4.0nm時，與用于比較的磁盤相比，可以提高矯頑力和S/N比。而且，預計當W膜平均厚度大于或等于0.1nm且小于5.0nm時，與用于比較的磁盤相比，可以提高矯頑力和S/N比。將W膜平均厚度的下限設置為0.1nm的原因和Ag膜相同。
第二實施方式圖6是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的磁存儲器的主要部分的示意圖，該磁存儲器具有本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)。
如圖6所示，磁存儲器60具有外殼61。在外殼61中，設置了由未顯示的心軸驅(qū)動的襯套62、固定在襯套62上并被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的磁記錄介質(zhì)63、致動單元64、與致動單元64連接并在磁記錄介質(zhì)63的圓周方向上移動的臂65和懸架66和由懸架66支撐的磁頭68。該磁頭68是包括再生頭和感應型記錄頭的復合磁頭，而且再生頭可以是MR元件(磁阻元件)、GMR元件(巨磁阻元件)或者TMR元件(隧道磁阻元件)。
由于磁存儲器60的基本結(jié)構(gòu)是公知的，因此這里省略其詳細說明。
例如，磁記錄介質(zhì)63是第一實施方式中所述的磁記錄介質(zhì)10或30。因為磁記錄介質(zhì)63在其記錄層的面內(nèi)方向上具有較高的矯頑力和良好的信噪比，所以該磁存儲器可以實現(xiàn)高密度記錄。
本實施方式的磁存儲器基本結(jié)構(gòu)不局限于圖6所示的結(jié)構(gòu)，而且磁頭68也不局限于上述結(jié)構(gòu)?？梢允褂萌魏喂拇蓬^。
盡管對本發(fā)明的以上說明參考了所選的用于解釋的特定實施方式，但是顯然，本發(fā)明并不局限于這些實施方式，在不脫離本發(fā)明的基本概念和范圍的前提下，本領域技術(shù)人員可以對其進行各種改變。
例如，盡管以磁盤作為例說明了本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)，但是本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)也可以是磁帶，在磁帶中不使用盤狀基底，而是可以使用PET帶、PEN帶或者聚酰亞胺塑料膜作為基底。
根據(jù)本發(fā)明，由于磁記錄介質(zhì)包括具有在記錄方向上的高矯頑力Hc和好的信噪比，所以可以提供實現(xiàn)高密度記錄的磁存儲器。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)包括基底；在所述基底上由晶體材料形成的籽晶層；在所述籽晶層上的粒徑控制層；在所述粒徑控制層上的底層；和在所述底層上的記錄層，其中，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述籽晶層由包括B2晶體結(jié)構(gòu)的合金形成。
3.如權(quán)利要求2所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述籽晶層由AlRu合金或者NiAl合金形成。
4.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述籽晶層的厚度設定在從5nm到100nm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，在所述基底和所述籽晶層之間形成另一層籽晶層，所述另一層籽晶層由非晶CoW、CrTi和NiP中的一種形成。
6.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述粒徑控制層的平均厚度設定在從0.1nm到5nm的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述粒徑控制層形成為散布的層；和形成所述底層來覆蓋所述籽晶層和粒徑控制層。
8.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述粒徑控制層由Ag、含Ag合金、W以及含W合金中的一種形成。
9.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中在所述記錄層和所述底層之間形成有非磁性中間層，所述非磁性中間層由用Co-X2表示的非磁性材料形成，其中X2表示Cr、Ta、Mo、Mn、Re、Ru和它們的合金中的一種材料。
10.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述記錄層包括在所述底層上的堆疊結(jié)構(gòu)，所述堆疊結(jié)構(gòu)包括第一磁性層、非磁性耦合層和第二磁性層；所述第一磁性層和第二磁性層通過交換耦合來耦合；和當不施加外部磁場時，所述第一磁性層的磁化與所述第二磁性層的磁化反平行。
11.如權(quán)利要求10所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述第一磁性層和第二磁性層均由用CoCr-M1表示的合金形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf和它們的合金中的一種。
12.一種磁存儲器，該磁存儲器包括磁記錄介質(zhì)；記錄單元；和包括磁阻再生元件的記錄和再生單元；其中，所述磁記錄介質(zhì)包括基底；在所述基底上由晶體材料形成的籽晶層；在所述籽晶層上的粒徑控制層，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成；在所述粒徑控制層上的底層；和在所述底層上的記錄層。
13.一種磁盤驅(qū)動器，該磁盤驅(qū)動器包括磁盤介質(zhì)；以及記錄和再生單元，其中，所述磁記錄介質(zhì)包括基底盤；在所述基底盤上由晶體材料形成的籽晶層；在所述籽晶層上的粒徑控制層，所述粒徑控制層由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它們的合金中的一種材料形成；在所述粒徑控制層上的底層；和在所述底層上的記錄層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)可以提高記錄層的矯頑力Hc并改善記錄層的信噪比，而不降低記錄層的耐熱波動性，并且可以實現(xiàn)高密度記錄。該磁記錄介質(zhì)包括基底、由晶體材料形成的籽晶層、粒徑控制層、底層和記錄層。該粒徑控制層由Ag膜或者W膜形成，是在籽晶層上的散布膜或者連續(xù)膜。該粒徑控制層用作在其上形成的底層的生長核，并控制底層的晶粒直徑。具體而言，當粒徑控制層淀積為散布層時，底層在籽晶層和粒徑控制層上生長，由于籽晶層表面的影響，可以提高底層的晶體性能。
文檔編號G11B5/84GK1797551SQ20051006515
公開日2006年7月5日 申請日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者鄉(xiāng)家隆志 申請人:富士通株式會社