專利名稱：垂直磁性記錄媒體和使用該記錄媒體的磁性記錄設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁盤垂直磁性記錄媒體和使用它的一磁盤驅(qū)動(dòng)器。
最近，在記錄設(shè)備如硬盤驅(qū)動(dòng)器的領(lǐng)域內(nèi)，越來(lái)越需要減小硬盤驅(qū)動(dòng)器的大小，并增加其記錄密度。一垂直記錄系統(tǒng)可以作為增加記錄媒體的記錄密度的途徑之一。該系統(tǒng)引人注目地可用作替換縱向記錄系統(tǒng)。
將垂直記錄系統(tǒng)與利用磁阻效應(yīng)的磁頭如MR或GMR磁頭結(jié)合起來(lái)的技術(shù)也已經(jīng)提出了。本發(fā)明的發(fā)明人撰寫的文章，“使用一單層媒體和一合并MR磁頭的垂直磁性記錄”，日本磁學(xué)協(xié)會(huì)學(xué)報(bào)，19卷，副刊，No.S2，1995，報(bào)導(dǎo)了一單層鈷-鉻垂直膜用作記錄介質(zhì)的性能，所述記錄媒體經(jīng)過(guò)刻痕以便在不修改其寫入?yún)^(qū)時(shí)在磁頭浮動(dòng)垂直記錄系統(tǒng)上施加一合并MR磁頭。上述文章描述的單層鈷-鉻垂直膜的成分為鈷含量占78％，而鉻含量為22％。
然而，本發(fā)明的發(fā)明人的研究表明當(dāng)MR磁頭用作再現(xiàn)磁頭時(shí)，用于上述已有技術(shù)中的包含78％的鈷和22％的鉻的單層鈷-鉻膜不能提供足夠最強(qiáng)的垂直磁性交互作用(ΔM⊥)max。考慮到此，本發(fā)明的發(fā)明人繼續(xù)其研究，并且已發(fā)現(xiàn)鈷-鉻膜在其鈷和鉻的含量的一特殊范圍內(nèi)表現(xiàn)出唯一的(ΔM⊥)max特性，在該特殊范圍內(nèi)該膜用作MR磁頭工作的垂直磁性記錄媒體時(shí)具有極佳的特性。
那么，本發(fā)明的目的是當(dāng)使用一種利用磁阻效應(yīng)的磁頭時(shí)，提供一種具有良好的磁性特性的垂直磁性記錄媒體。
考慮到上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種垂直磁性記錄媒體，它由在一基片或一非磁性膜上成形的一垂直磁性膜組成，該垂直磁性膜的鉻含量為大于等于22％但小于等于30％。
這里，垂直磁性膜的鉻含量的更佳范圍是大于等于26％但小于等于30％。
另外，本發(fā)明的第二方面提供一種垂直磁性記錄媒體，它由在一基片或一非磁性膜上成形的一垂直磁性膜組成，該垂直磁性膜的鈷含量為大于等于70％，但小于等于78％。
這里，垂直磁性膜的鈷含量的更佳范圍是大于等于70％，但小于等于74％。
而且，本發(fā)明的第三方面提供一種垂直磁性記錄媒體，它是在一基片或一非磁性膜上成形的一垂直磁性膜，該垂直磁性膜的成分可以表示為(Co100-xCrx)100-yPty以百分比表示，這里22≤x≤30，5≤y≤15。
這里，該垂直磁性膜的成分的更佳范圍對(duì)(Co100-xCrx)100-yPty來(lái)說(shuō)是26≤x≤30，6≤y≤10。


圖1是單層結(jié)構(gòu)的磁盤垂直磁性記錄媒體的截面圖；圖2是說(shuō)明當(dāng)鉻含量變化時(shí)，外部磁場(chǎng)(H)和垂直磁性交互作用(ΔM⊥)之間的關(guān)系圖；圖3是說(shuō)明鉻含量和垂直磁性交互作用的最大值的關(guān)系圖；圖4是鉻含量與輸出及S/N之間的關(guān)系圖；圖5是鉻含量，垂直方向上的矯頑磁力(Hc)，和飽和磁化強(qiáng)度(Ms)間的關(guān)系圖；圖6是磁盤垂直磁性記錄媒體的另一實(shí)施例的截面圖；圖7是磁盤驅(qū)動(dòng)器的一平面圖和一剖面圖；圖8是垂直磁性記錄媒體和磁頭截面的放大視圖；圖9是表示當(dāng)加入鉑時(shí)，鉑含量與S/N比率和輸出的關(guān)系圖；和圖10是表示當(dāng)加入鉑時(shí)，線性記錄密度和再現(xiàn)輸出間的關(guān)系圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明10...玻璃基片11...底層1 ...垂直記錄膜圖1是單層結(jié)構(gòu)的磁盤垂直磁性記錄媒體的截面圖。作為記錄層的垂直磁性膜12通過(guò)一由鈦組成的底層11在玻璃基片10上成形。該底層11是用來(lái)改進(jìn)垂直磁性膜12的晶體取向的一層，它可以被省略。該垂直磁性膜12的厚度為3000埃。
垂直磁性膜12在圖中箭頭所示膜厚度方向上具有容易磁化的軸，且它是鈷-鉻層。這里應(yīng)注意到一鈷-鉻層可變化為依賴鉻含量的縱向記錄膜。當(dāng)鉻含量低(如，約8％)時(shí)，易磁化軸可能是縱向被定位。由于對(duì)縱向記錄進(jìn)行多種研究，這里不再詳述。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用如下所述鉻含量，它使鈷-鉻層的易磁化軸的方向定向?yàn)樵诖怪狈较蛏稀?br> 作為垂直磁性層12的鈷-鉻層通過(guò)在基片溫度為200℃，且氬壓力為5×10-3乇時(shí)利用面對(duì)目標(biāo)濺射處理來(lái)形成。
圖2是說(shuō)明當(dāng)鈷-鉻層中包含的鉻含量變化時(shí)外部磁場(chǎng)(H)和垂直磁性交互作用(ΔM⊥)的關(guān)系圖，所述鈷-鉻層是這樣形成的垂直磁性層12。這里，對(duì)鉻含量為15％，22％，26％，28％和30％的各種情況進(jìn)行了測(cè)量。橫坐標(biāo)軸上的外部磁場(chǎng)(H)由垂直矯頑磁力(Hc⊥)來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化。
另外，當(dāng)轉(zhuǎn)換時(shí)，鉻含量為15％，22％，26％，28％，和30％分別相當(dāng)于鈷含量為85％，78％，74％，72％和70％。下述說(shuō)明是基于鉻含量給出的，對(duì)鈷含量的說(shuō)明省略，以相同方式轉(zhuǎn)換成鈷含量也是如此。
每個(gè)鉻含量的垂直磁性交互作用(ΔM⊥)的最大值(在橫坐標(biāo)軸上接近1.0處的縱坐標(biāo)軸上的值)隨著鉻含量由15％增加到28％該最大值增加，并達(dá)到最大值1.4。還發(fā)現(xiàn)該值隨著鉻含量的進(jìn)一步增加，反而下降。
那么，圖2表示鉻含量與垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)之間的關(guān)系。將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在鉻含量由15％增加到22％時(shí)，垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)逐漸由0.4增加到0.55，在22％時(shí)作為分界的傾角急劇陡峭。而且，在28％時(shí)達(dá)到最大值1.4，然后鉻含量再增加時(shí)，該最大值反而下降。
在研究的初始階段，在鉻含量為22％或更高時(shí)，希望鉻含量的增加和垂直磁性交互作用的最大值((ΔM上)max)之間的關(guān)系，像圖3的虛線所表示的那樣，以鉻含量由15％到22％時(shí)相同的傾斜度，逐漸地增加。然而我們發(fā)現(xiàn)實(shí)際上以22％為分界點(diǎn)，以一個(gè)較陡的傾斜度增加，以及在大于22％的一個(gè)范圍內(nèi)可以得到一非常大的垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)。
作為垂直磁性記錄媒體，較大的垂直磁性交互作用最大值((ΔM⊥)max)是很理想的特性。當(dāng)磁場(chǎng)在垂直方向作用在鐵磁材料的膜表面上并經(jīng)測(cè)量時(shí)，垂直磁性交互作用是一個(gè)參數(shù)，它表示在膜上相鄰微粒間磁性交互作用的程度。較大值使得微粒在垂直方向上排列成好象一個(gè)單獨(dú)的微粒一樣以便容易起作用，且很容易在一區(qū)域內(nèi)在垂直方向上呈一條直線地產(chǎn)生一磁化狀態(tài)。(例如，在圖1中存在一個(gè)箭頭的區(qū)域)。當(dāng)較大的最大值用于垂直記錄媒體時(shí)，由于在垂直方向上容易磁化成一條直線，因此較大最大值十分理想。
還不清楚為什么在鉻含量為22％時(shí)它急劇增加的機(jī)理。然而，不管怎樣，垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)在鉻含量從22％至28％范圍內(nèi)急劇增加，以致發(fā)現(xiàn)當(dāng)它用于垂直磁性記錄媒體時(shí)表現(xiàn)出非常好的特性。而且發(fā)現(xiàn)，盡管在鉻含量為30％時(shí)垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)與在28％時(shí)的相比減少了，它仍大于按照?qǐng)D3中虛線A估計(jì)的值，并是滿足垂直磁性記錄媒體的特性的一合適值。因此，在鉻含量大于22％(注意不包括22％)但小于等于30％的范圍內(nèi)，用于垂直磁性記錄媒體時(shí)具有良好特性。特別是，鉻含量在大于等于26％至30％之間更佳，在此處垂直磁性交互作用的最大值((ΔM⊥)max)約為1.0。
圖4表示鉻含量，輸出和信噪比S/N之間的關(guān)系圖。在圖中，左側(cè)縱軸代表輸出，而右側(cè)縱軸代表S/N(再現(xiàn)信號(hào)與噪音的比率)。另外，圖中10KFCI和70KFCI中的FCI表示“每英寸磁通交變數(shù)”，且表示記錄密度。在測(cè)定S/N的實(shí)驗(yàn)中，磁盤的圓周速度為8.29m/s，數(shù)據(jù)記錄密度為70KFCI，且噪音量是利用一光譜分析儀在40MHz頻帶時(shí)測(cè)量的總量。另外，磁道寬度和屏蔽隙長(zhǎng)分別為2.5μm和0.3μm，此時(shí)磁頭的浮動(dòng)高度是62nm。
從圖中看出，S/N隨鉻含量增加而增加，且在鉻含量為28％時(shí)達(dá)到其最大值32分貝(dB)。接著，在30％時(shí)略微下降。另一方面，對(duì)于輸出，在鉻含量為22％以下輸出增加，在22％之上輸出減少。
當(dāng)準(zhǔn)備用感應(yīng)式磁頭作為再生磁頭時(shí)，如果它的輸出特性不高于圖4中所示的對(duì)應(yīng)輸出特性則它并不適合。然而，利用磁阻效應(yīng)的磁頭如MR磁頭，GMR磁頭或旋轉(zhuǎn)閥磁頭都比感應(yīng)式磁頭具有更高靈敏度。因此，即使對(duì)于該垂直磁性記錄媒體來(lái)說(shuō)，該垂直磁性記錄媒體的輸出特性在鉻含量在22％至30％時(shí)減小，也可以利用這種磁頭作為再現(xiàn)磁頭。另外，由于利用磁阻效應(yīng)的磁頭具有很高靈敏度，它對(duì)噪音十分敏感，盡管如此，由于在大于等于22％到小于等于30％的區(qū)間內(nèi)信噪比S/N為25分貝或更高，即使利用磁阻效應(yīng)的磁頭也能充分被利用。特別是鉻含量的范圍在大于26％，但小于等于30％時(shí)是利用這種磁頭的較好的范圍，因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)提供了28分貝或更高的S/N值。
圖5表示鉻含量，垂直方向上的矯頑磁力(Hc)和飽和磁化強(qiáng)度(Ms)之間的關(guān)系圖。在圖中，飽和磁化強(qiáng)度隨鉻含量增加而逐漸減小。且在鉻含量位于大于等于26％但小于等于30％的范圍該強(qiáng)度為大于等于100電磁單位emu，但小于等于200emu。
為了改進(jìn)圖4所示的S/N比率，輸出從22％至接近28％減少了一半，以致當(dāng)磁道寬度變窄時(shí)，不能產(chǎn)生足夠的輸出。這樣，在具有許多鈷含量的低噪音媒體中加入希望增加輸出的鉑。圖9表示當(dāng)鉑被加入到Co72Cr28媒體中時(shí)的輸出和S/N比?？梢钥吹疆?dāng)鉑被加入時(shí)，輸出急劇增加。
然而，S/N比在鉑接近18％時(shí)反而減少，在鉑接近18％時(shí)，輸出達(dá)到最大值。然而，可以看到最大S/N比在大于等于5％，但小于等于15％范圍內(nèi)。更好的值產(chǎn)生于6％至10％。當(dāng)同樣的磁頭被用于當(dāng)前使用的縱向磁性記錄媒體時(shí)，其S/N比是由圖中虛線表示的值表示?？梢缘玫礁哂谏鲜鲋导s2分貝的值。另外，從一個(gè)非常厚的300毫微米的厚度得到了上述這些結(jié)果。該厚度將來(lái)有助于磁性記錄的穩(wěn)定。
由這些結(jié)果可知，一垂直磁性記錄媒體，其成分為(Co100-xCrx)100-yPty，以百分比計(jì)，其中22≤x≤30，5≤y≤15，且膜厚為100毫微米或更厚，將來(lái)它很有希望作為高密度記錄媒體。(而且，26≤x≤30，6≤y≤10具有更突出的效果)。
圖10表示線性記錄密度和當(dāng)加入鉑時(shí)的再現(xiàn)輸出間的關(guān)系。參見(jiàn)圖10，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)只使用鈷和鉻時(shí)(不加入鉑)的再現(xiàn)輸出比縱向記錄系統(tǒng)差，加入鉑后顯著地增加再現(xiàn)輸出，從而超過(guò)縱向記錄系統(tǒng)。
另外，希望添加鉭來(lái)代替鉑以達(dá)到類似效果。
另外，當(dāng)線性記錄密度增加超過(guò)100KFCI時(shí)，縱向記錄媒體和不包含鉑的媒體表現(xiàn)出輸出的早期再現(xiàn)性，而包含6％和17％鉑的媒體由于其較高線性記錄密度而保持較高輸出。包含6％鉑的媒體具有最佳特性。這表明包含5-15％鉑的媒體可提供最高記錄密度。
這樣，參見(jiàn)圖9和10，能夠理解再現(xiàn)輸出和S/N比在鉑含量約在5-15％間具有最佳平衡。
另外，記錄層可能是層壓結(jié)構(gòu)。圖6是層壓結(jié)構(gòu)的磁盤垂直磁性記錄媒體的截面圖。用作記錄層的鎳鐵層22和用作垂直磁性膜的鈷-鉻層23，通過(guò)一包含鈦的底層21在玻璃基片20上成形。底層21有助于改進(jìn)垂直磁性膜12的晶體取向，它可能不被設(shè)置。
圖7是一磁盤驅(qū)動(dòng)器的平面圖和剖面圖。該磁盤驅(qū)動(dòng)器包括上述垂直磁性記錄媒體71，一用于驅(qū)動(dòng)垂直磁性記錄媒體71的垂直磁性記錄媒體驅(qū)動(dòng)裝置72，和一包含MR磁頭的磁頭部件73，該MR磁頭用于再現(xiàn)記錄在垂直磁性記錄媒體71上的數(shù)據(jù)。然后，磁頭73由一磁頭驅(qū)動(dòng)器74驅(qū)動(dòng)。而且，還提供一記錄再現(xiàn)信號(hào)處理電路75。
圖8是垂直磁性記錄媒體71和磁頭部件73的放大視圖。垂直磁性記錄媒體71的垂直磁性膜81通過(guò)磁頭部件73內(nèi)的感應(yīng)式磁頭82來(lái)記錄數(shù)據(jù)。另一方面，記錄在垂直磁性膜81上的數(shù)據(jù)由MR磁頭83再現(xiàn)。
如上所述，在利用鈷鉻層作為垂直磁性膜的垂直磁性記錄媒體中，垂直記錄媒體的良好垂直磁性交互作用特性在鉻含量高于22％但小于等于30％(當(dāng)轉(zhuǎn)換為鈷時(shí)，鈷含量大于等于70％但小于等于78％)的范圍內(nèi)可以達(dá)到。而且，因?yàn)?，在這個(gè)范圍內(nèi)，盡管輸出低，卻可以得到良好的S/N，這種垂直磁性記錄媒體作為一種媒體當(dāng)用于利用磁阻效應(yīng)的再現(xiàn)磁頭時(shí)較佳。在鉻含量大于等于26％但小于等于30％的范圍內(nèi)(鈷含量在大于等于70％且小于等于74范圍內(nèi))達(dá)到很好的性能。
另外，5-15％的鉑被加入到鈷和鉻的組成中，S/N比和再現(xiàn)輸出這兩個(gè)參數(shù)得到改進(jìn)，以致磁性記錄媒體產(chǎn)生平衡特征。特別是，當(dāng)鉑加入的在6-10％時(shí)產(chǎn)生更突出的效果。
權(quán)利要求
1.一種垂直于膜表面的磁化的垂直磁性記錄媒體，所述膜表面是在一基片或一非磁性膜上成形的垂直磁性膜，其特征在于所述垂直磁性膜包含鈷和鉻，所述鉻的含量在大于等于22％，但小于等于30％的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直磁性記錄媒體，其特征在于在所述垂直磁性膜中鉻含量在大于等于26％但小于等于30％的范圍內(nèi)。
3.一種垂直于膜表面的磁化的垂直磁性記錄媒體，所述膜表面是在一基片或一非磁性膜上成形的垂直磁性膜，其特征在于所述垂直磁性膜包含鈷和鉻，所述鈷的含量在大于等于70％但小于等于78％的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的垂直磁性記錄媒體，其特征在于在所述垂直磁性膜中鈷含量在大于等于70％但小于等于74％范圍內(nèi)。
5.一種垂直于膜表面的磁化的垂直磁性記錄媒體，所述膜表面是在一基片或一非磁性膜上成形的垂直磁性膜，其特征在于所述垂直磁性膜的成分可以表示為(Co100-xCrx)100-yPty，以百分比計(jì)，其中22≤x≤30，5≤y≤15。
6.一種垂直于膜表面的磁化的垂直磁性記錄媒體，所述膜表面是在一基片或一非磁性膜上成形的垂直磁性膜，其特征在于所述垂直磁性膜的成分可以表示為(Co100-xCrx)100-yPty，以百分比計(jì)，其中26≤x≤30，6≤y≤10。
7.如權(quán)利要求1至6中任一所述的垂直磁性記錄媒體，其特征在于所述垂直磁性膜的厚度為100毫微米或更厚。
8.如權(quán)利要求1至6中任一所述的垂直磁性記錄媒體，其特征在于所述垂直磁性膜的飽和磁化強(qiáng)度在大于等于100個(gè)電磁單位但小于等于200個(gè)電磁單位的范圍內(nèi)。
9.一種用來(lái)記錄數(shù)據(jù)的，由若干層組成的多層結(jié)構(gòu)的磁性記錄媒體，其特征在于至少所述記錄層的其中之一層包括如權(quán)利要求1至8中任一所述的垂直磁性記錄媒體。
10.一種磁性記錄設(shè)備，它包括一個(gè)或多個(gè)磁盤，用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)所述磁盤的機(jī)構(gòu)，當(dāng)離開(kāi)或接觸所述表面時(shí)在所述轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤記錄表面寫入數(shù)據(jù)或由其上讀出數(shù)據(jù)的信號(hào)傳感器磁頭，以及用來(lái)將所述信號(hào)傳感器磁頭布置在所述磁盤的記錄表面上的預(yù)定磁道上的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述磁盤中的至少一個(gè)包括如權(quán)利要求1至8中任一所述的垂直磁性記錄媒體。
全文摘要
一種垂直記錄媒體,適用于以一個(gè)利用磁阻效應(yīng)的磁頭作為再現(xiàn)磁頭。該垂直記錄媒體垂直于膜表面磁化,所述膜是在一基片或一非磁性膜上形成的垂直磁性膜,其中垂直磁性膜包含鈷和鉻,鉻含量在等于或大于22%但小于或等于30%范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G11B5/66GK1193788SQ9711128
公開(kāi)日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月8日
發(fā)明者園部義明, 池田圭宏, 內(nèi)田博, 豐岡孝資, 田頭可行 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司