CN100409319C - 垂直磁性记录介质、其制造方法及磁性读取/写入装置 - Google Patents
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Abstract
一种垂直磁性记录介质，包括：衬底；在所述衬底上方形成的至少一个底层；以及在所述至少一个底层上方形成的垂直磁性记录层，该垂直磁性记录层的容易磁化轴垂直于所述衬底，该垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒和包围该磁性晶体微粒的颗粒边界，其中所述颗粒边界包含具有硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素，以及垂直磁性记录层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol%，且不大于20mol%。
Description
技术领域
本发明涉及一种在硬盘驱动器中使用的微粒弥散型磁性存储介质及其制造方法，以及一种适合于在磁性读取/写入装置中使用的技术。
本申请要求2003年10月6日提交的日本专利申请No.2003-347192以及2003年10月10日提交的美国临时申请No.60/503,996的权益，在此将其内容引入作为参考。
背景技术
能够读取和写入信息的磁性存储设备(HDD)已经在计算机中普遍使用。近年来，此种硬盘驱动器的优点已经将其应用扩展到各个领域，比如家庭VCR、音频设备或车载导航系统，该硬盘驱动器的优点包括大存储容量、相对低的价格、快速数据存取以及数据保持的高可靠性。随着硬盘驱动器的应用多样化，增加密度的需求变得更加强烈，并且近来已经加强了开发较高密度硬盘驱动器的努力。
目前，通常安装在商用的磁性读取/写入装置上的磁性记录介质是平面(in-plane)磁性记录介质。在这种技术中，磁性膜中的易磁化轴平行于衬底。如同这里使用的，术语“易磁化轴”表示这样的轴，容易沿着该轴方向形成磁化，在Co合金的情况下，术语“易磁化轴”表示具有hcp结构的Co的c轴。在平面磁性记录介质中，当记录密度增加时，磁性膜的每个位的体积变得很小，并且由此存在一种可能性，即由于热起伏(thermalfluctuation)效应，读取/写入性能将恶化。另外，当所述记录密度增加时，由于在记录位之间的边界区域上的去磁化场的影响，存在介质噪声增加的趋势。
与之相反，由于在记录位之间的边界区域上的去磁化场的影响小，即使记录密度已经增加，在专业上被称为“垂直磁性记录介质”的介质是静磁稳定的，在所述“垂直磁性记录介质”中，磁性膜中的易磁化轴基本上垂直于衬底。因此，这种垂直磁性记录介质已经作为平面磁性记录技术的替代技术成为近年来关注的焦点。通常，垂直磁性记录介质包括衬底，用于确定磁性记录层的取向的取向控制底层(underlayer)，由硬磁性材料制成的磁性记录层，以及保护该磁性记录层的表面的保护层。此外，在所述衬底和所述底层之间，提供软磁性衬背(backing)层，该软磁性衬背层负责收集从所述记录磁头产生的磁通量。
即使在垂直磁性记录介质中，需要减少噪声同时保持热稳定性以便获得较高的记录密度。减少噪声的通用方法是减少磁性晶体微粒的大小。例如，在目前广为使用的CoCr基的磁性层中，通过加入Ta或B，或者通过将微粒加热到合适的温度来使非磁性Cr隔离在颗粒边界，从而减小磁性微粒的大小。然而，由于所述磁性微粒必须通过Cr的隔离来达到满意的大小，并且磁性晶体微粒在空间上没有充分隔离，微粒之间的磁相互作用不能满意地减小。随后，这导致另一个问题，即不能够充分地减小记录位之间的转换噪声。
用于减小这种磁相互作用的一种技术是将SiOx添加到记录层，以便形成具有粒状结构的磁性记录层，在该粒状结构中，磁性晶体微粒由添加剂包围(例如，参见日本公开专利申请No.2002-83411)。
在日本公开专利申请No.H09-204651中公开了另一种技术，即将至少一种碱土金属的氧化物添加到磁性薄膜中。
然而，由于膜中的SiOx的扩散速率低，在磁性晶体微粒的边界上不能隔离足量的SiOx。结果是，未被沉淀的一部分SiOx可能形成具有所述磁性晶体微粒的过饱和固溶体，这将降低磁性晶体微粒的结晶性和取向，从而导致读取/写入性能的信噪比(SNR)降低。
发明内容
本发明是针对上述背景考虑的。本发明的一个目的是提供一种垂直磁性记录介质以及使用此种磁性记录介质的磁性记录器，该垂直磁性记录介质的磁性晶体微粒具有较小的直径，该垂直磁性记录介质呈现很好的SNR性能，并且在不具有恶化磁性晶体微粒的结晶性和取向的情况下实现高密度记录。
本发明的第一方面旨在一种垂直磁性记录介质，该垂直磁性记录介质包括：衬底；
在所述衬底上形成的至少一个底层；以及
在所述至少一个底层上形成的垂直磁性记录层，该垂直磁性记录层的易磁化轴垂直于所述衬底，该垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒和包围该磁性晶体微粒的颗粒边界，
其中所述颗粒边界包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素，以及
垂直磁性记录层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于20mol％。
在上述垂直磁性记录介质中，垂直磁性记录层中的颗粒边界上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
在制造上述垂直磁性记录介质的方法中，所述磁性晶体微粒可包含作为主要成分的Co，并且还可以包含Pt和Cr。
在上述垂直磁性记录介质中，所述至少一个底层中的至少一个包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分。
在上述垂直磁性记录介质中，所述至少一个底层中的至少一个可以由包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分的非磁性晶体以及包围该非磁性晶体微粒的颗粒边界构成，以及
所述颗粒边界可以包含从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的氧化物。
在上述垂直磁性记录介质中，所述至少一个底层中的颗粒边界包括硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素。
在上述垂直磁性记录介质中，所述底层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于20mol％。
在上述垂直磁性记录介质中，在所述至少一个底层中的颗粒边界的至少一个上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
本发明的第二方面旨在一种用于制造垂直磁性记录介质的方法，该方法包括步骤：
在衬底上形成底层；
通过蒸发包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素的材料，在底层上形成垂直磁性记录层，所述垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒，以及包围该磁性晶体微粒的颗粒边界。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述颗粒边界可以包括硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述垂直磁性记录层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例可以不小于1mol％，且不大于20mol％。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，在该垂直磁性记录介质层中的颗粒边界中包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例可以不小于1mol％，且不大于30mol％。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述磁性晶体微粒可以包含作为主要成分的Co，并且还可包含Pt和Cr。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述至少一个底层中的至少一个包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素，作为主要成分。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述至少一个底层中的至少一个可以由包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分的非磁性晶体微粒以及包围该非磁性晶体微粒的颗粒边界构成，以及
所述颗粒边界可以包含从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的氧化物。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的氧化物的比例可以不小于1mol％和不大于20mol％。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，所述至少一个底层中的颗粒边界包括硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选择的至少一个元素。
在上述用于制造垂直磁性记录介质的方法中，在所述至少一个底层中的颗粒边界的至少一个上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
本发明的第三方面旨在一种磁性读取/写入装置，该磁性读取/写入装置包括上述垂直磁性记录介质和读取/写入磁头。
在上述的磁性读取/写入装置中，所述读取/写入磁头可以是单磁极(pole)记录磁头。
本发明的第一方面提供了一种垂直磁性记录介质，包括：衬底；在该衬底上形成的底层；在该底层上形成的垂直磁性记录层；该垂直磁性记录层的易磁化轴垂直于所述衬底，该垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒和包围该磁性晶体微粒的颗粒边界，其中所述颗粒边界包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素。
本发明的第二方面提供了一种用于制造垂直磁性记录介质的方法，包括步骤：提供在其上方形成底层的衬底；通过蒸发包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素的材料，在该底层上形成垂直磁性记录层，所述垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒，以及包围该磁性晶体微粒的颗粒边界。
本发明的第三方面提供了一种磁性读取/写入装置，该磁性读取/写入装置包括上述垂直磁性记录介质和读取/写入磁头。
根据本发明的垂直磁性记录介质具有多层结构，在该多层结构中，底层和垂直磁性记录层形成在衬底上，所述垂直磁性记录层的易磁化轴垂直于所述衬底。所述垂直磁性记录层包含磁性晶体微粒和包围该磁性晶体微粒的颗粒边界。所述颗粒边界包括硅氧化物，并且可以包括从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素。
在本发明中，作为用于将所述磁性晶体微粒分解为微小的微粒的添加剂(待添加的材料)，使用一种复合氧化物，在该复合氧化物中，至少包括两种预定成分元素，使得所述复合氧化物的熔点或玻璃转化温度(glasstransition temperature)变得低于SiOx的熔点。
与具有比该复合氧化物更高的熔点或玻璃转化温度的材料相比，此种复合氧化物可以在低于该熔点或玻璃转化温度的温度下降低其体积模量或其粘性。特别地，此种复合氧化物可以降低体扩散期间扩散的激活能量，并且可以大大地增加扩散速率。因此，如果此种复合氧化物经历了蒸发以和磁性晶体微粒的材料同时形成颗粒边界，那么该复合氧化物快速扩散并且充分地沉淀在磁性晶体微粒的边界上，而不会在磁性晶体微粒内具有剩余氧化物。因此，根据本发明，通过将包含上述预定成分元素的复合氧化物用作添加剂(待增加的材料)来将所述磁性晶体微粒分解为微小微粒，可以形成微小粒状结构，而不会存在具有磁性晶体微粒的过饱和固溶体。
硅氧化物的优选添加剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba。当添加到硅石玻璃时，这些元素可以降低石硅玻璃的玻璃转化温度。更为优选的元素是Li、Na、K和Ca。这些元素对于降低SiOx的玻璃转化温度尤其具有强影响。
优选地，在垂直磁性层中的添加剂的物质的量的比例在1mol％和20mol％之间。这是因为，如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；而如果所述量大于20mol％，则所述读取/写入性能的读取输出往往降低。
所述复合氧化物中的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例优选在1mol％和30mol％之间。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于30mol％，则不是所有的元素能够和SiO2形成固溶体，并且所述剩余元素往往与磁性微粒粘合，对所述垂直磁性记录层的磁性特性产生不好的影响。
作为磁性晶体微粒的材料，优选使用包含作为主要成分的Co，并进一步包含Pt和Cr的合金。由于这些合金具有高的晶体各向异性能以及对热起伏的高抵抗性，这些合金是优选的。如果必要，比如Ta、Cu或B的元素可以添加到上述合金系统中，以便改善磁性特性。
更为优选的磁性晶体微粒的材料是合金，比如CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtNd或CoCrPtCu。
在本发明中，术语“主要成分”指的是具有最大物质量的元素。
如果必要，所述垂直磁性记录层可以具有包括两个或更多个层的多层结构。如果垂直磁性记录层具有多层结构，那么至少一个层应该是上述层。
对于垂直磁性记录层的底层而言，可以使用例如Ru、Rh、Pt、Pd、Ti或Ir。由于呈现出与上述CoCrPt合金很好的晶格匹配，并且可以改善垂直磁性记录层的晶格取向，所以这些元素是优选的。
如果必要，所述底层可以是堆叠在一起的两个或更多个层。所述底层的堆叠结构的例子例如包括从该衬底向顶部堆叠的NiTa/Ru、NiTa/Rh、NiTa/Pt、NiTa/Pd、NiTa/Ir、NiTa/Ti、NiNb/Ru、NiNb/Rh、NiNb/Pt、NiNb/Pd、NiNb/Ir、NiNb/Ti、NiTa/Pt/Ru、NiTa/Pt/Rh、NiTa/Pd/Ru、NiTa/Pd/Rh、NiNb/Pt/Ru、NiNb/Pt/Rh、NiNb/Pd/Ru、NiNb/Pd/Rh等。
所述垂直磁性记录介质的读取/写入性能可以通过向上述底层添加氧化物以便形成粒状结构来得到进一步改善。待添加的优选氧化物是Si、Cr或Ti的氧化物。如果复合氧化物(即，其中至少一个元素从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选择的氧化物)被添加到硅氧化物中，则读取/写入性能可以进一步改善。
优选地，添加到底层中的氧化物的添加剂的量在1mol％和20mol％之间。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于20mol％，则所述垂直磁性记录层的取向恶化，所述读取/写入性能的SNR往往降低。
所述复合氧化物中的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例优选在不小于1mol％和不大于30mol％。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于30mol％，则不是所有的元素能够和SiO2形成固溶体，并且剩余元素往往与磁性微粒粘合，对所述垂直磁性记录层的取向产生不好的影响。
具有粒状结构的底层可以由两个或更多个层构成，并且可以不与垂直磁性记录层直接接触。
可以在所述底层和衬底之间提供软磁性层。
通过提供具有高磁导率的软磁性层，限定了其中垂直磁性记录层形成在软磁性层上的结构，其被熟知为垂直双层介质。在这种垂直双层介质中，所述软磁性层允许磁性记录磁头(例如，单极磁头)的磁场水平穿过并且返回到该磁性磁头。所述软磁性层负责将强度大且足够垂直的磁场施加于磁场的记录层，以便改善读取/写入效率。
作为软磁性层的材料，可使用CoZrNb、FeSiAl、FeTaC、CoTaC、NiFe、Fe、FeCoB、FeCoN或FeTaN。
此外，例如在所述软磁性层和所述衬底之间可提供偏置施加(bias-imparting)层，比如平面硬磁性薄膜和反铁磁膜。由于所述软磁性层容易形成磁畴，并且从这些磁畴产生峰值噪声。可以通过将磁场施加于所述偏置施加层的径向方向的一个方向，从而将偏置磁场施加于在所述偏置施加层上形成的所述软磁性层来防止产生磁畴壁(wall)。所述偏置施加层可具有叠层结构，使得各向异性被分布在小单元中且禁止产生磁畴。作为偏置施加层的材料，可使用CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtTaNd、CoSm、CoPt、CoPtO、CoPtCrO、CoPt-SiO2、CoCrPt-SiO2或CoCrPtO-SiO2。
作为非磁性衬底，可以使用玻璃衬底、铝基合金衬底、在其表面具有氧化物膜的单晶硅衬底、陶瓷或塑料。此外，如果利用例如NiP合金镀膜上述非磁性衬底，则可以实现类似效果。
保护层可以设置在磁性记录层上。作为保护层的材料，例如可以使用碳、类金刚石碳纸(diamond-like carbon paper，DLC)、SiNx、SiOx或CNx。
对于制造本发明的垂直磁性记录介质，可以使用利用复合靶的单靶溅射技术或使用各种材料的靶的多靶同时溅射技术。
附图说明
图1是根据本发明的垂直磁性记录介质的第一实施例的截面图；
图2是根据本发明的垂直磁性记录介质的第二实施例的截面图；
图3是根据本发明的磁性记录装置的一个实例的部分剖开图；
图4是示出实例1的添加剂量和SNRm之间的关系的图表；
图5是示出实例1的添加剂中的Li2O的量与SNRm之间的关系的图表；
图6是示出实例2的添加剂量和SNRm之间的关系的图表；
图7是示出实例3的添加剂量和SNRm之间的关系的图表；和
图8是示出实例3的添加剂中的Li2O的量与SNRm之间的关系的图表。
发明详述
参照附图说明本发明的第一实施例。
图1是例示根据本实施例的垂直磁性记录介质的实例的截面图，并且在这个图形中，参考数字10表示垂直磁性记录介质。
本实施例的垂直磁性记录介质10包括多层结构，在该多层结构中，在衬底上堆叠底层和垂直磁性记录层，其中该垂直磁性记录层的易磁化轴垂直于所述衬底。更为具体地，如图1所示，按照软磁性层12、第二底层13、第一底层14、垂直磁性记录层(垂直磁性层)15和保护层16的顺序在衬底11上堆栈这些层。
在这个实施例中，垂直磁性记录层15包括磁性晶体微粒和包围所述磁性晶体微粒的颗粒边界，并且这些颗粒边界包括硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选择的至少一个元素。
由于磁性晶体微粒被分解为微小微粒，所述颗粒边界包含含有如上所述的一个元素的复合氧化物，并且所述氧化物具有低于SiOx的熔点的熔点或玻璃转化温度。由此，形成微小粒状结构，而不形成具有磁性晶体微粒的过饱和固溶体。
硅氧化物的优选添加剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba。已经公知的是，在添加到硅石玻璃中时，这些元素可以降低硅石玻璃的玻璃转化温度。更为优选的添加剂是Li、Na、K和Ca。由于这些元素对于降低SiOx的玻璃转化温度尤其具有强的影响，所以它们可以大大地改善所述垂直磁性记录介质的读取/写入性能。
优选地，垂直磁性层15中的添加剂的物质的量的比例在1mol％和20mol％之间。这是因为，如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；而如果所述量大于20mol％，则所述读取/写入性能的读取输出趋于降低。
优选地，所述垂直磁性层15的所述复合氧化物中的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例优选在1mol％和30mol％之间。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于30mol％，则不是所有的元素能够和SiO2形成固溶体，并且剩余元素往往与磁性微粒粘合，对磁性特性产生不好的影响。
垂直磁性层15中的磁性晶体微粒的优选材料为包含作为主要成分的Co以及Pt和Cr的合金。更为优选地，使用CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtNd或CoCrPtCu等。这些合金具有高的晶体各向异性能以及对热起伏的高抵抗性。另外，添加比如Ta、Cu或B的添加剂元素可以改善合金系统的磁性特性。
所述垂直磁性记录层15可以具有包括两个或更多个层的多层结构。如果垂直磁性记录层15具有多层结构，那么至少一个层应该是上述层。
作为具有粒状结构的底层13和/或14的材料，例如可以使用Ru、Rh、Pt、Pd、Ti或Ir。由于呈现出与上述CoCrPt合金很好的晶格匹配，并且可以改善垂直磁性记录层15的晶格取向，所以这些元素是优选的。
所述底层13和14的堆叠结构的例子例如包括从衬底向顶部堆叠的NiTa/Ru、NiTa/Rh、NiTa/Pt、NiTa/Pd、NiTa/Ti、NiNb/Ru、NiNb/Rh、NiNb/Pt、NiNb/Pd、NiNb/Ir、NiNb/Ti等。
此外，底层14可不被设置成与垂直磁性记录层15直接接触。
所述垂直磁性记录介质的读取/写入性能可以通过向上述底层13和/或14添加氧化物以便形成粒状结构来得到进一步改善。待添加的优选氧化物是Si、Cr或Ti的氧化物。如果复合氧化物(即，该氧化物中至少一个元素从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选择)被添加到硅氧化物中，则读取/写入性能可以进一步改善。
添加到底层13和/或14的添加剂的量优选在1mol％和20mol％之间。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于20mol％，则所述垂直磁性记录层15的取向将恶化，所述读取/写入性能的SNR趋于降低。
优选地，所述底层13和/或14的复合氧化物中的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％且不大于30mol％。如果所述量小于1mol％，则往往不能观察到显著地改善读取/写入性能的SNR的效果；如果所述量大于30mol％，则不是所有的元素能够和SiO2形成固溶体，并且剩余元素往往与磁性微粒粘合，对所述垂直磁性记录层15的取向产生不好的影响。
软磁性层12具有高磁导率且被提供在所述底层13和衬底11之间，其形成所谓的“垂直双层介质”，其中所述垂直磁性记录层15提供在软磁性层12的上方。在这种垂直双层介质中，所述软磁性层12允许磁性记录磁头(例如单极磁头)的磁场水平穿过并且返回到该磁性磁头。所述软磁性层12负责将强度大且足够垂直的磁场应用于磁场的记录层(垂直磁性层15)，以便改善读取/写入效率。
作为软磁性层12的材料，使用CoZrNb、FeSiAl、FeTaC、CoTaC、NiFe、Fe、FeCoB、FeCoN或FeTaN。
此外，例如在所述软磁性层12和所述衬底11之间可提供偏置施加(bias-imparting)层，比如平面硬磁性薄膜和反铁磁性膜。由于所述软磁性层12容易形成磁畴，并且从这些磁畴产生峰值噪声。可以通过将磁场施加于所述偏置施加层的径向方向的一个方向，从而将偏置磁场施加于在所述偏置施加层上形成的所述软磁性层12来防止产生磁畴壁(wall)。所述偏置施加层可具有堆叠结构，使得各向异性被分布在小单元中且抑制产生磁畴。作为偏置施加层的材料，可使用CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtTaNd、CoSm、CoPt、CoPtO、CoPtCrO、CoPt-SiO2、CoCrPt-SiO2或CoCrPtO-SiO2。
作为非磁性衬底11，可以使用玻璃衬底、铝基合金衬底、在其表面具有氧化物膜的单晶硅衬底、陶瓷或塑料。此外，如果利用NiP合金镀膜上述非磁性衬底，则可以实现类似效果。
保护层16提供在磁性记录层15上。作为保护层16的材料，例如可以使用碳、类金刚石碳纸(DLC)、SiNx、SiOx或CNx。
在制造本实施例的垂直磁性记录介质10时，可以使用诸如溅射的真空淀积来堆叠每个层。在各种溅射技术中，尤其可以使用利用复合靶的单靶溅射技术或使用各个材料的靶的多靶同时溅射技术。
由于所述垂直磁性记录介质10具有上述结构，可以提供一种垂直磁性记录介质，其中该垂直磁性记录介质的读取/写入性能得到改善，磁性晶体微粒的直径减小，并且在没有恶化磁性晶体微粒的结晶性和取向的情况下可以实现很好的SNR性能；并可提供使用该垂直磁性记录介质的磁性读取/写入装置。
具体而言，所述垂直磁性层15具有高晶体各向异性能和对热起伏的高抵抗性，由此可以改善磁性特性。
上述的日本公开专利申请No.H09-204651公开了将至少一种碱土金属的氧化物添加到磁性薄膜，并且在碱土金属氧化物中可选地具有SiO。然而，不像本发明，JP 09-204651没有给出SiO与碱土金属氧化物的组成比例或磁性膜中的氧化物的成分，因此不能仅仅利用JP H09-204651的教导来获得显著地改善SNR的效果。
将会参照附图来说明根据本发明的垂直磁性记录介质的第二实施例。
图2是说明这个实施例的垂直磁性记录介质20的实例的截面图。
如图2所示，除了所述底层是由三层构成之外，这个实施例类似于上述第一实施例。类似的参考数字指示对应的元件，并且将省略类似元件的描述。
在这个实施例中，底层13、13A和14是由具有粒状结构的三层堆叠而成。底层13、13A和14的堆叠结构的例子可以包括从衬底向顶部堆叠的NiTa/Pt/Ru、NiTa/Pt/Rh、NiTa/Pd/Ru、NiTa/Pd/Rh、NiNb/Pt/Ru、NiNb/Pt/Rh、NiNb/Pd/Ru、NiNb/Pd/Rh等。
此外，底层14可不被设置成与垂直磁性记录层15直接接触。
除了与第一实施例的垂直磁性记录介质相同的有利效果之外，由于底层由三层构成，这个实施例中的垂直磁性记录介质20呈现更好的SNR。
图3是根据本发明的磁性记录装置的一个实例的部分剖开图。
如图3所示，本发明的垂直磁性记录装置包括其顶部开口的盒状外壳61，以及顶盖(未示出)，利用多个螺钉将该顶盖固定到所述外壳上使得所述外壳的顶部开口闭合。
在外壳61内，安置使用上述垂直磁性记录介质10的磁性存储介质62、作为驱动装置来支持和旋转磁性存储介质62的主轴马达63、写入或读取磁性存储介质62上的磁性信号的磁性磁头64、具有在一端含有磁性磁头的悬架且相对于磁性存储介质62可移动地支持磁性磁头64的磁头激励器65、可旋转地支持所述磁头激励器65的旋转轴66、经由旋转轴66旋转和定位激励器65的语音线圈马达67、以及磁头放大器电路68。
如同这个实例中所示，根据本发明的各个实施例的垂直磁性记录介质10可用于垂直磁性记录装置60的磁性存储介质62中。
如上所述，根据这个实施例的垂直磁性读取/写入装置，可以通过使用其磁性晶体微粒具有较小直径且在不恶化磁性晶体微粒的结晶性和取向的情况下显示很好SNR性能的垂直磁性记录介质10，来获得能够实现高密度记录的磁性读取/写入装置。
接着，使用实例来更加详细地说明本发明。
<实例1>
对于实例1，制造具有图1中示出的结构的垂直磁性记录介质。首先，提供硬盘形状的直径为2.5英寸的非磁性玻璃衬底。
在将用于溅射设备的腔从大气压排空到2×10-5Pa或更低后，使用Co84Zr6Nb10靶来淀积200nm厚的Co84Zr6Nb10软磁性层作为软磁性层，并且随后在0.67Pa的氩气氛下，使用Ta靶来淀积8nm厚的Ta层作为第二底层。然后，在3Pa的氩气氛中，使用Ru靶来淀积15nm厚的Ru层作为第一底层。
接着，使用复合靶(Co-10at％Cr-14at％Pt，SiO2和Li2O)作为磁性晶体微粒材料的材料来形成15nm厚的磁性记录层。在0.67Pa的氩气氛中，将碳淀积到7nm厚作为保护层。在形成所述层后，利用浸渍法在保护层的表面上施加1.3nm
厚的全氟聚醚(perfluoro polyether，PFPE)润滑剂，以获得每个磁性记录介质。每个靶的输入功率为1000W。在所述磁性记录层中，(CoCrPt合金)∶(SiO2+Li2O的氧化物)的摩尔比被设为(1-x)∶x；而氧化物中SiO2∶Li2O的摩尔比被设为(1-y)∶y，“x”和“y”分别在0到0.3和0到0.4的范围内变化。
此外，使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O来制成各种磁性存储介质。
使用旋转支架(spin stand)来评估每个磁性存储介质的读取/写入性能。作为磁性磁头，使用具有0.2μm的写入磁道宽度的单极磁性磁头和具有0.3μm的读取磁道宽度的MR磁头的组合。
当磁盘以4200rpm的速度旋转时在半径为20nm的固定位置进行测量。
作为介质的SNR，评估在差分电路处理之后的信噪比的输出(SNRm，S代表在119kfci的磁道记录密度时的输出，Nm代表716kfci时的rms(方均根))，而作为记录分辨率的指示器，测量差分波形在1/2最大值(dPW 50)时的全宽度。
在下述表格1中列出了在x＝0.08和y＝0.05时具有添加剂的每个记录介质的SNRm和dPW50的值：
表格1
| 添加剂 | SNRm(dB) | dPW50(nm) |
| SiO<sub>2</sub> | 18.0 | 104 |
| SiO<sub>2</sub>+Li<sub>2</sub>O | 20.1 | 74 |
| SiO<sub>2</sub>+Na<sub>2</sub>O | 20.0 | 76 |
| SiO<sub>2</sub>+K<sub>2</sub>O | 20.2 | 72 |
| SiO<sub>2</sub>+Rb<sub>2</sub>O | 19.5 | 84 |
| SiO<sub>2</sub>+Cs<sub>2</sub>O | 19.3 | 80 |
| SiO<sub>2</sub>+CaO | 19.9 | 77 |
| SiO<sub>2</sub>+SrO | 19.7 | 78 |
| SiO<sub>2</sub>+BaO | 19.4 | 79 |
如表格1中所示，根据SNRm值和dPW50的比较，与仅仅添加SiO2相比，在除SiO2之外还添加Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO时可获得良好的SNRm。
在图4中，示出了说明在使用SiO2+Li2O(y＝0.05)时添加剂的量“x”和SNRm值之间的关系的图形。这个图形示出，由于SNRm得到改善，所以添加剂的量为1mol％到20mol％是优选的。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO时可观察到类似的趋势。
在图5中示出了当添加剂的量x＝0.08时，SiO2∶Li2O的比例“y”和SNRm值之间的关系。这个图形示出，由于SNRm得到改善，所以“y”为0.01到0.3是优选的。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO时可观察到类似的趋势。
表格2
| 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Ru | 20.1 |
| Ta | Rh | 19.8 |
| Ta | Pt | 19.6 |
| Ta | Pd | 19.8 |
| Ta | Ir | 19.5 |
| Ta | Ti | 19.4 |
| NiTa | Ru | 20.4 |
| NiTa | Rh | 20.2 |
| NiTa | Pt | 19.9 |
| NiTa | Pd | 19.9 |
| NiTa | Ir | 19.4 |
| NiTa | Ti | 19.4 |
| NiNb | Ru | 20.3 |
| NiNb | Rh | 20.0 |
| NiNb | Pt | 20.0 |
| NiNb | Pd | 19.6 |
| NiNb | Ir | 19.3 |
| NiNb | Ti | 19.4 |
使用其中加速电压为400kV的透射电镜(TEM)来观测在添加剂SiO2+Li2O的量x＝0.08和y＝0.05时的记录层中的微观结构。在TEM下可以非常清楚地观测到磁性晶体微粒和晶体颗粒边界，这显示出其中磁性晶体微粒由颗粒边界包围的粒状结构。此外，使用能量色散X射线(EDX)分析来对颗粒边界进行的元素分析确认在晶体颗粒边界中存在Si和Li。
接着，除了分别利用Ta、Ni-40at％Ta或Ni-30at％Nb替代第二底层和利用Ru、Rh、Pt、Pd、Ir或Ti替代第一底层，按照类似上述实例的方式制造其中含有SiO2+Li2O具有在表格2中列出的结构的磁性存储介质，并且进行评估。
在表格2中列出了其中添加剂的量x＝0.08和y＝0.05的SNRm值。
表格2表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO中的每个时可观察到类似的趋势。
接着，除了第三底层提供在第二底层和软磁性层之间，按照类似上述实例的方式制造具有在下述表格3中列出的结构的磁性存储介质作为图2中的垂直磁性记录介质20，并且进行评估。
在下面的表格3中列出了其中添加剂的量为x＝0.08和y＝0.05的SNRm值。
表格3
| 第三底层 | 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Pt | Ru | 20.5 |
| Ta | Pd | Ru | 20.4 |
| Ta | Ir | Ru | 20.0 |
| Ta | Ti | Ru | 19.7 |
| Ta | Pt | Rh | 20.4 |
| Ta | Pd | Rh | 20.5 |
| Ta | Ir | Rh | 20.1 |
| Ta | Ti | Rh | 19.7 |
| NiTa | Pt | Ru | 20.6 |
| NiTa | Pd | Ru | 20.6 |
| NiTa | Ir | Ru | 19.8 |
| NiTa | Ti | Ru | 19.6 |
| NiTa | Pt | Rh | 20.2 |
| NiTa | Pd | Rh | 20.1 |
| NiTa | Ir | Rh | 19.5 |
| NiTa | Ti | Rh | 19.4 |
| NiNb | Pt | Ru | 20.5 |
| NiNb | Pd | Ru | 20.6 |
| NiNb | Ir | Ru | 19.7 |
| NiNb | Ti | Ru | 19.7 |
| NiNb | Pt | Rh | 19.9 |
| NiNb | Pd | Rh | 20.2 |
| NiNb | Ir | Rh | 19.7 |
| NiNb | Ti | Rh | 19.8 |
表格3表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO中的每个时可观察到类似的趋势。
<实例2>
对于实例2，提供硬盘形状的直径为2.5英寸的非磁性玻璃衬底。
在将用于溅射设备的腔从大气压排空到2×10-5Pa或更低后，使用Co84Zr6Nb10靶来淀积200nm厚的Co84Zr6Nb10软磁性层作为软磁性层，并且随后在0.67Pa的氩气氛中，使用Ta靶来淀积8nm厚的Ta层作为第二底层。然后，在3Pa的氩气氛中，使用Ru靶来淀积15nm厚的Ru层作为第一底层。
接着，将复合靶(Co-10at％Cr-14at％Pt，SiO2和Li2O)用作磁性晶体微粒材料的材料来形成15nm厚的磁性记录层。在0.67Pa的氩气氛中，将碳淀积到7nm厚作为保护层。在形成所述层后，利用浸渍法在保护层的表面上施加1.3nm
厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂，以获得每个磁性记录介质。每个靶的输入功率是1000W。在第一底层中，Ru∶SiO2的摩尔比被设为(1-a)∶a；而“a”在0到0.3的范围内变化。磁性记录层的成分按照和实例1的相同方式变化。
此外，在磁性记录层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O以及在第一底层中使用Cr2O3、TiO2或TiO取代SiO2来制成各种垂直磁性记录介质。
利用与实例1相同的方法来评估最终介质的读取/写入性能。在下面的表格4中列出了在x＝0.08、y＝0.05和a＝0.05的情况中的SNRm值和dPW50。
表格4
| 第一底层 | SNRm(dB) | DPW50(nm) |
| Ru | 20.1 | 74 |
| Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.7 | 72 |
| Ru-Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 20.6 | 72 |
| Ru-TiO<sub>2</sub> | 20.5 | 73 |
| Ru-TiO | 20.8 | 70 |
与仅仅由Ru制成的第一底层相比，在添加SiO2、Cr2O3、TiO2或TiO时获得良好的SNRm。
在图6中示出了当SiO2被添加到第一底层时添加剂量“a”和SNRm值之间的关系。这个图形表明，由于SNRm得到改善，所以“a”优选为0.01到0.2。当添加Cr2O3、TiO2或TiO时可观察到类似的趋势。
接着，除了分别利用Ta、Ni-40at％Ta或Ni-30at％Nb替代第二底层和利用Rh、Pt、Pd、Ir或Ti替代第一底层，按照类似上述实例的方式，在将SiO2添加到第一底层的情况下，制造具有在下述表格5中列出的结构的磁性存储介质，并且进行评估。在表格5中列出了在添加剂量a＝0.05时的SNRm值。
表格5
| 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| Ta | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| Ta | Pt-SiO<sub>2</sub> | 20.5 |
| Ta | Pd-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| Ta | Ir-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| Ta | Ti-SiO<sub>2</sub> | 20.3 |
| NiTa | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.8 |
| NiTa | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| NiTa | Pt-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| NiTa | Pd-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| NiTa | Ir-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| NiTa | Ti-SiO<sub>2</sub> | 20.2 |
| NiNb | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.8 |
| NiNb | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.8 |
| NiNb | Pt-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| NiNb | Pd-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| NiNb | Ir-SiO<sub>2</sub> | 20.1 |
| NiNb | Ti-SiO<sub>2</sub> | 20.2 |
这个表格表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。
表格6
| 第三底层 | 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.9 |
| Ta | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| Ta | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| Ta | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.5 |
| Ta | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| Ta | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| Ta | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| Ta | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.3 |
| NiTa | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub> | 21.1 |
| NiTa | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub> | 21.0 |
| NiTa | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.5 |
| NiTa | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| NiTa | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| NiTa | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.8 |
| NiTa | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| NiTa | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
| NiNb | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub> | 21.1 |
| NiNb | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub> | 21.0 |
| NiNb | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.6 |
| NiNb | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| NiNb | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.9 |
| NiNb | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.7 |
| NiNb | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.3 |
| NiNb | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub> | 20.4 |
当将Cr2O3、TiO2或TiO用作第一底层的添加剂时可观察到类似的趋势。
接着，按照类似上述实例的方式(除了第三底层提供在第二底层和软磁性层之间)制造并评估具有在表格6中列出的结构的磁性存储介质。在表格6中列出了添加剂的量a＝0.05的SNRm值。
这个表格表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。
当将Cr2O3、TiO2或TiO用作第一底层的添加剂时可观察到类似的趋势。
此外，当在磁性记录层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O可以类似观测到利用上述的第一底层的添加剂获得的改善SNRm的效果。
<实例3>
对于实例3，提供2.5英寸硬盘形状的非磁性玻璃衬底。
在将用于溅射设备的腔从大气压排空到2×10-5Pa或更低后，使用Co84Zr6Nb10靶来淀积200nm厚的Co84Zr6Nb10软磁性层作为软磁性层，并且随后在0.67Pa的氩气氛中，使用Ta靶子来淀积8nm厚的Ta层作为第二底层。然后，在3Pa的氩气氛中，使用包括Ru、SiO2和Li2O的复合物靶来淀积15nm厚的Ru-SiO2-Li2O层作为第一底层。
接着，将复合靶(包含Co-10at％Cr-14at％Pt，SiO2和Li2O)用作磁性晶体微粒材料来形成15nm厚的磁性记录层。在0.67Pa的氩气氛中，将碳淀积到7nm厚作为保护层。在形成所述层后，利用浸渍法在保护层的表面上施加1.3nm
厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂，以获得每个磁性记录介质。每个靶的输入功率是1000W。在磁性记录层中，Ru∶(氧化物SiO2+Li2O)的摩尔比被设为(1-a)∶a；而氧化物中的SiO2∶Li2O的摩尔比被设为(1-b)∶b。“a”和“b”分别在0到0.3和0到0.4的范围内变化。磁性记录层的成分按照实例1的方式变化。
此外，在磁性记录层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O以及在第一底层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O来制成各种垂直磁性记录介质。
利用与实例1相同的方法来评估最终介质的读取/写入性能。在下面的表格7中列出了在x＝0.08、y＝0.05、a＝0.05和b＝0.05的情况中SNRm值和dPW50。
表格7
| 添加剂 | SNRm(dB) | dPW50(nm) |
| SiO<sub>2</sub> | 20.7 | 72 |
| SiO<sub>2</sub>+Li<sub>2</sub>O | 21.6 | 67 |
| SiO<sub>2</sub>+Na<sub>2</sub>O | 21.4 | 68 |
| SiO<sub>2</sub>+K<sub>2</sub>O | 21.7 | 67 |
| SiO<sub>2</sub>+Rb<sub>2</sub>O | 21.1 | 69 |
| SiO<sub>2</sub>+Cs<sub>2</sub>O | 21.0 | 68 |
| SiO<sub>2</sub>+CaO | 21.5 | 67 |
| SiO<sub>2</sub>+SrO | 21.2 | 70 |
| SiO<sub>2</sub>+BaO | 21.0 | 70 |
这个表格表明，与仅仅由Ru-SiO2制成的第一底层相比，由于可以改善SNRm，所以在添加SiO2之外，还添加Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO是优选的。
在图7中示出了当SiO2+Li2O(b＝0.05)被添加到第一底层时，添加剂量“a”和SNRm值之间的关系。这个图形表明，由于SNRm得到改善，所以添加剂的量“a”优选为0.01到0.2。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO时可观察到类似的趋势。
在图8中示出了当SiO2+Li2O(a＝0.05)被添加到第一底层时所述氧化物的摩尔比“b”和SNRm值之间的关系。这个图形表明，由于SNRm得到改善，所以氧化物中的“b”优选为0.01到0.3。当取代Li2O添加Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO时可观察到类似的趋势。
接着，按照类似上述实例的方式(除了分别利用Ta、Ni-40at％Ta或Ni-30at％Nb替代第二底层和利用Rh、Pt、Pd、Ir或Ti替代第一底层的Ru)，在将SiO2+Li2O添加到第一底层的情况中，制造并评估具有在下述表格8中列出的结构的磁性存储介质。在表格8中列出了在添加剂量a＝0.05和b＝0.05时的SNRm值。
表格8
| 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| Ta | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.4 |
| Ta | Pt-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.0 |
| Ta | Pd-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.0 |
| Ta | Ir-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 20.8 |
| Ta | Ti-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 20.7 |
| NiTa | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| NiTa | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| NiTa | Pt-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.0 |
| NiTa | Pd-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.1 |
| NiTa | Ir-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 20.9 |
| NiTa | Ti-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 20.9 |
| NiNb | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiNb | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.7 |
| NiNb | Pt-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.3 |
| NiNb | Pd-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.0 |
| NiNb | Ir-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.0 |
| NiNb | Ti-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 20.7 |
表格8表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。
表格9
| 第三底层 | 第二底层 | 第一底层 | SNRm(dB) |
| Ta | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 22.0 |
| Ta | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| Ta | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| Ta | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| Ta | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| Ta | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.7 |
| Ta | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| Ta | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.5 |
| NiTa | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 22.1 |
| NiTa | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 22.1 |
| NiTa | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiTa | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| NiTa | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.7 |
| NiTa | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiTa | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiTa | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiNb | Pt | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 22.2 |
| NiNb | Pd | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 22.0 |
| NiNb | Ir | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| NiNb | Ti | Ru-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.9 |
| NiNb | Pt | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| NiNb | Pd | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.8 |
| NiNb | Ir | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.6 |
| NiNb | Ti | Rh-SiO<sub>2</sub>-Li<sub>2</sub>O | 21.5 |
当取代Li2O将Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO用作第一底层的添加剂添时可观察到类似的趋势。
此外，当在磁性记录层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O可以类似观测到利用上述的第一底层的添加剂获得的改善SNRm的效果。
接着，并且按照类似上述实例的方式(除了第三底层提供在第二底层和软磁性层之间)制造并评估含有SiO2+Li2O的具有在表格9中列出的结构的磁性存储介质。在表格9中列出了在添加剂的量a＝0.05和b＝0.05时的SNRm值。
这个表格表明，由于提供很好的SNRm值，所以每个底层是优选的。
当将Cr2O3、TiO2或TiO用作第一底层的添加剂时可观察到类似的趋势。
此外，当在磁性记录层中使用Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、CaO、SrO或BaO取代Li2O可以类似观测到利用上述的通过第一底层的添加剂获得的改善SNRm的效果。
根据本发明的垂直磁性记录介质可以提供一种垂直磁性记录介质，其中该垂直磁性记录介质的读取/写入性能得到改善，磁性晶体微粒的直径减小，并且在没有恶化磁性晶体微粒的结晶性和取向的情况下可以实现很好的SNR性能；本发明还提供使用该垂直磁性记录介质的磁性读取/写入装置。
工业应用性
作为本发明的应用，本发明的垂直磁性记录介质可以应用于这样一种磁性记录器，该磁性记录器具有0.25μm的窄磁性磁道宽度和0.15μm的磁道宽度，并且呈现出读取信号的很好输出和高磁道记录密度。
Claims (18)
1. 一种垂直磁性记录介质，包括：
衬底；
在所述衬底上形成的至少一个底层；以及
在所述至少一个底层上形成的垂直磁性记录层，该垂直磁性记录层的易磁化轴垂直于所述衬底，该垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒和包围该磁性晶体微粒的颗粒边界，
其中所述颗粒边界包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素，以及
所述垂直磁性记录层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于20mol％。
2. 如权利要求1所述的垂直磁性记录介质，其中，在所述垂直磁性记录层中的所述颗粒边界上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
3. 如权利要求1所述的垂直磁性记录介质，其中，所述磁性晶体微粒包含作为主要成分的Co，并且还包含Pt和Cr。
4. 如权利要求1所述的垂直磁性记录介质，其中，所述至少一个底层中的至少一个包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分。
5. 如权利要求1所述的垂直磁性记录介质，其中，所述至少一个底层中的至少一个由非磁性晶体微粒以及包围该非磁性晶体微粒的颗粒边界构成，该非磁性晶体微粒包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分，以及
所述颗粒边界包含从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的氧化物。
6. 如权利要求5所述的垂直磁性记录介质，其中，所述至少一个底层中的至少一个中的所述颗粒边界包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素。
7. 如权利要求6所述的垂直磁性记录介质，其中，在所述至少一个底层中的Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于20mol％。
8. 如权利要求6所述的垂直磁性记录介质，其中，在所述至少一个底层中的所述颗粒边界上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
9. 一种用于制造垂直磁性记录介质的方法，该方法包括步骤：
在衬底上形成至少一个底层；和
通过蒸发包含硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选出的至少一个元素的材料，在所述至少一个底层上形成垂直磁性记录层，所述垂直磁性记录层包括磁性晶体微粒以及包围所述磁性晶体微粒的颗粒边界，其中
所述垂直磁性记录层的颗粒边界包含硅氧化物和选自Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba中的一种元素；并且
Si、Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质总量的比例不小于1mol％，且不大于20mol％。
10. 如权利要求9所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，在所述垂直磁性记录层中的所述颗粒边界上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
11. 如权利要求9所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，所述磁性晶体微粒包含作为主要成分的Co，并且还包含Pt和Cr。
12. 如权利要求9所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，所述至少一个底层中的至少一个包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分。
13. 如权利要求9所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，
所述至少一个底层中的至少一个由非磁性晶体微粒以及包围该非磁性晶体微粒的颗粒边界构成，所述非磁性晶体微粒包含从由Ru、Ti、Rh、Pt、Pd和Ir组成的组中选择的至少一个元素作为主要成分，以及
所述颗粒边界包含从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的氧化物。
14. 如权利要求13所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，在所述至少一个底层中的所述颗粒边界上的从由Si、Cr和Ti组成的组中选择的至少一个元素的所述氧化物的比例不小于1mol％且不大于20mol％。
15. 如权利要求13所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，所述至少一个底层中的至少一个中的所述颗粒边界包括硅氧化物和从由Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba组成的组中选择的至少一个元素。
16. 如权利要求15所述的制造垂直磁性记录介质的方法，其中，在所述至少一个底层中的所述颗粒边界上包含的Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的物质的总量的比例不小于1mol％，且不大于30mol％。
17. 一种磁性读取/写入装置，包括如权利要求1所述的垂直磁性记录介质和读取/写入磁头。
18. 如权利要求17所述的磁性读取/写入装置，其中，所述读取/写入磁头是单磁极记录磁头。
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