CN101663705B

CN101663705B - 垂直磁记录介质

Info

Publication number: CN101663705B
Application number: CN2008800126093A
Authority: CN
Inventors: 佐藤启; 竹野入俊司; 酒井泰志
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: US8475947B2; JP5412729B2; JP2008287853A; CN101663705A; US20100167093A1

Abstract

提供一种垂直磁记录介质，能够在不减损热稳定性的情况下更容易地在该介质上执行记录。该垂直磁记录介质中，在非磁性基体(1)上按顺序至少层积软磁性背衬层(2)、底层(3)和磁性记录层。该磁性记录层至少具有第一磁性记录层(5)、第二磁性记录层(7)和第三磁性记录层(8)。在第一磁性记录层(5)和第二磁性记录层(7)之间形成耦合层(6)。中间夹有耦合层(6)的第一磁性记录层(5)和第二磁性记录层(7)铁磁耦合并且具有粒状结构。第一磁性记录层(5)、第二磁性记录层(7)和第三磁性记录层(8)在垂直于该非磁性基体表面的方向上具有易磁化轴。

Description

垂直磁记录介质

技术领域

本发明涉及一种垂直磁记录介质，它可安装在各种磁记录设备中。更具体地，本发明涉及安装在用作计算机存储设备的硬盘驱动器(HDD)、视听设备以及类似器件中的垂直磁记录介质。

背景技术

近年来，硬盘驱动器(HDD)的记录密度迅速增加，并且预期今后这种趋势会得以继续。但是，当使用采用平面内磁记录方式的常规磁记录介质时，因为“热波动现象”会导致记录着的信号不能稳定保持的问题，所以已逼近记录密度极限。因此，为解决要记录密度显著增加的需求，在垂直磁记录介质方面进行了大量研究，其采用特征与平面内磁记录方法正相反、即位稳定性随记录密度增加而提高的垂直磁记录方法；垂直磁记录介质目前正处于商品化阶段。

为提高磁记录介质密度，必须促进构成磁记录层的晶粒之间的磁分离，并减小磁化反转单位。代表磁体对热波动的耐久性的热稳定性由KuVa指标表示，该指标是单轴各向异性常数Ku和活化体积Va的乘积。在此，已知Va与磁化反转单位的体积V相关。即，KuVa或KuV值越小，磁记录介质的热稳定性越低。从该指标可知，为了提高记录密度，磁化反转单位减小，热稳定性也减小，从而热波动即使对垂直磁记录介质也会造成问题。因此为了能即使在磁化反转单位减小时也能保持热稳定性，Ku必须增大。

另一方面，已知在HDD中进行记录期间所需的磁场强度大致与Ku的值成比例。因此，增大Ku以保持热稳定性会使记录期间所需的磁场强度升高，如果此升高很显著，则会发生不可能进行记录的情形。

此外，随着磁化反转单位的减小，退磁场也减弱，使磁记录层的反转磁场增强。即，磁化反转单位越小，进行记录所需的磁场强度越高。

因此，虽然为了提高记录密度考虑，磁化反转单位减小和Ku增大都有助于提高磁记录介质的的记录分辨率和热稳定性，但是这两种做法都会降低在磁记录介质上的记录能力(下面也称为“易记录性”)。

鉴于上述情况，谋求一种能提高磁记录介质的热稳定性和电磁换能特性，但不会减损易记录性的方法。

作为解决这个问题的方法，在专利参考文献1中提出提供垂直磁记录介质的方法，其目的是通过在具有双层结构的磁记录层的双层之间提供耦合层，从而在不减损热稳定性的情况下提高易记录性，并且该方法改善噪声特性、S/N特性以及其他性能方面，以同时提高密度并提高易记录性。

但是，如果为进一步提高密度的目的使磁化反转单位更小，则磁记录层中被具有高Ku的粒状结构占据的分数增加，反转磁场增大，并且对抑制磁记录介质的易记录性下降的能力有所限制。如果增加低Ku层厚度以易于磁化反转以求保持易记录性，则在高Ku磁层中占据的分数下降，且很难得到较高记录密度。因此，为了进一步提高记录密度，需要有新的技术来获得高记录分辨率同时将取决于Ku的矫顽性Hc保持在低水平。

专利参考文献1：日本专利申请特开平第2006-48900号

专利参考文献2：日本专利申请特开平第2004-310910号

发明内容

鉴于上述问题构思了本发明，本发明的目的是提供一种垂直磁记录介质，其中，磁记录层包含具有不同Ku值的三层，该垂直磁记录介质能提高易记录性但是不会减损热稳定性。此外，本发明的另一个目的是提供一种垂直磁记录介质，该磁记录介质能够同时实现噪声特性、S/N特性和其他性能特性的改善，以及密度提高和易记录性提高。

为了达到上述目的，本发明的垂直磁记录介质通过在非磁性基板上按序至少层积软磁性背衬层、底层和磁记录层来形成，该垂直磁记录介质的特征在于磁记录层至少具有第一磁记录层、第二磁记录层和第三磁记录层；在第一磁记录层和第二磁记录层之间设有耦合层；第一磁记录层和第二磁记录层通过该耦合层铁磁耦合；第一磁记录层和第二磁记录层具有粒状结构；且第一磁记录层、第二磁记录层和第三磁记录层在垂直于该非磁性基板平面的方向上具有易磁化轴方向。

用这种方法，可以降低反转磁场，提高易记录性，而不会妨碍热稳定性。

在此，特别优选在第一磁记录层、第二磁记录层和第三磁记录层中，至少有通过耦合层铁磁耦合并且连续的那些磁记录层具有粒状结构，其中的磁晶粒分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基质中。

此外，优选使具有粒状结构的磁记录层各自具有不同的单轴各向异性常数值Ku。对于这些值之间的关系，特别优选使第一磁记录层的单轴各向异性常数Ku1和第二磁记录层的单轴各向异性常数Ku2满足以下关系式Ku1＞Ku2。

此外，优选使耦合层包含选自V，Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Nb，Mo，Ru，Rh，Ta，W，Re和Ir的元素，或者包含以这些元素中的至少一种为主组分的合金。

此外，耦合层的厚度优选小于或等于0.3nm。

通过本发明，在垂直磁记录介质中的磁记录层之间可以适当设置铁磁耦合，而且，通过提供高Ku层和低Ku层，可以提高KuV指标，并且降低全体磁记录层的平均矫顽性Hc，从而可以降低磁记录介质的反转磁场，而不会减损热稳定性，并且同时可以改进噪声特性、S/N特性和磁记录介质的其他性能特性。此外，通过结构化为具有不同Ku值的三个磁记录层的磁记录层，磁化反转按从具有低Ku即具有低Hc的磁记录层起的顺序发生，从而促进具有高Ku的磁记录层中的磁化反转。通过这种方式，可以同时实现磁记录介质的热稳定性、易记录性和记录密度的提高。

附图简要说明

图1是示出本发明的垂直磁记录介质的方面的横截面图；

图2比较了本发明的实施方式和对比例的特性；

图3比较了本发明的实施方式和对比例的特性；

图4示出对比例的特性；

图5比较了本发明的实施方式和对比例的特性；

图6比较了本发明的实施方式和对比例的特性；

图7比较了本发明的实施方式和对比例的特性；和

图8比较了本发明的实施方式和对比例的特性。

本发明最佳实施方式

下面，参照附图说明本发明的各个方面。

本发明中使用以下结构，其中，专利参考文献1中提出的铁磁耦合的具有不同Ku值的磁记录层中，用具有粒状结构的磁记录层代替一部分低Ku层，以进一步提高密度和改进易磁化反转性。由低Ku层至替代的粒状结构磁记录层再至高Ku层按序进行磁化反转，因此能够保持易记录性，保证热稳定性并可以提高记录密度。

对磁记录层，用来控制磁记录层之间的交换耦合能的耦合层的材料和膜厚度以及其他参数的条件进行详尽的试验研究。

下面，进一步详细描述本发明。

图1是说明本发明一个方面的垂直磁记录介质的横截面示意图。如图1所示，在本发明一个方面的垂直磁记录介质中，在非磁性基板1上按序形成以下各层：软磁性背衬层2，底层3，非磁性中间层4，第一磁记录层5，耦合层6，第二磁记录层7，第三磁记录层8，保护层9和液体润滑剂层10。

作为非磁性基板1，可以使用在磁记录介质中常用的基板；例如，可以使用镀敷NiP的Al合金，钢化玻璃、结晶化玻璃或类似物。当基板加热温度保持在100℃内时，也可以使用聚碳酸酯、聚烯烃或另一种树脂的塑料基板。

优选形成软磁性背衬层2来控制来自磁记录中使用的磁头的磁通量，以改进读/写特性，但是可以省略软磁性背衬层。作为软磁性背衬层，可以采用结晶FeTaC、山达斯特合金(FeSiAl)或类似物，或者非晶形Co合金如CoZrNb和CoTaZr或类似物。软磁性背衬层2的厚度的最佳值可依据记录中使用的磁头的结构和特性而变化，但是，当软磁性背衬层与其他层连续沉积时，从生产率方面考虑优选大于或等于10nm且小于或等于500nm的厚度。在沉积其他层前先采用电镀或类似方法沉积非磁性基板的情况下，也可将该软磁性背衬层制成几μm厚。

底层3是优选在软磁性背衬层2上形成的层，用以控制非磁性中间层4或者第一磁记录层5中的晶体取向、晶粒直径等，底层3可以使用非磁性材料或软磁性材料形成。底层也可以省略。

使用软磁性材料时，底层承接软磁性背衬层的一部分功能，因此是优选使用的。作为软磁性材料，可使用坡莫合金体系材料，NiFeAl，NiFeSi，NiFeNb，NiFeB，NiFeNbB，NiFeMo，NiFeCr或类似的材料。坡莫合金体系底层的厚度可以调整以使磁记录层的磁特性和电磁换能特性最佳，但是从磁记录介质特性和生产率两方面考虑，此厚度较好约为大于或等于3nm且小于或等于50nm。

作为非磁性材料，可以使用Ta，Zr，Ni3Al或其他材料。使用非磁性材料时，从有效地使由磁头产生的磁场集中在软磁性背衬层中的立场出发，膜厚度较薄为佳，即，大于或等于0.2nm且小于或等于10nm。

形成非磁性中间层4以适当控制第一磁记录层5中的晶体取向、晶粒直径、以及晶界偏析。可能可以省略非磁性中间层4的形成。作为非磁性材料，优选使用Ru，或含一种或多种选自下组的元素的Ru基合金：C、Cu、W、Mo、Cr、Ir、Pt、Re、Rh、Ta和V，或者还有Pt、Ir、Re或Rh、或类似物。必须在不使磁记录层的磁特性或电磁换能特性下降的情况下尽可能减小非磁性中间层的厚度，以实现高记录密度；具体地，厚度优选大于或等于1nm且小于或等于20nm。

在第一磁记录层5中，可以适当使用为合金的铁磁材料，该合金至少包含Co和Pt；为了能够使用该介质作为垂直磁记录介质，必需使其易磁化轴(例如，在六边形密集结构中的c轴)的取向在垂直于膜平面的方向上。作为第一磁记录层5，可以使用包含以下材料的磁记录层，合金材料如CoPt，CoCrPt，CoCrPtB，CoCrPtTa或类似物；多层膜如(Co/Pt)n，(Co/Pd)n或类似物；或者粒状材料如CoPt-SiO₂，CoCrPtO，CoCrPt-SiO₂，CoCrPt-Al₂O₃，CoPt-AlN，CoCrPt-Si₃N₄，或类似物。

粒状结构是磁性晶粒分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基质中的结构；可以抑制磁记录层内靠近的磁性晶粒之间的相互作用。因此，在第一磁记录层和第二磁记录层之间形成铁磁耦合层时，可以保持磁记录层之间的耦合，同时抑制磁记录层中的磁性晶粒之间的相互作用。因此，可以改善噪声、S/N以及其他特性，因此粒状结构用在第一磁记录层中尤佳。

因和专利参考文献1中所述类似的原因使用耦合层6。即，该层是在第一磁记录层5和第二磁记录层7之间引起适当的铁磁耦合、并降低磁性层全体的平均矫顽性Hc所必需的。考虑磁记录层中磁化反转的机理时，如果层积两个磁记录层而之间没有耦合层，则在这两个磁记录层中同时发生磁化反转，不能有效降低磁记录层全体的Hc。另一方面，在磁记录层设有耦合层的情形中，在施加外磁场期间，在耦合层之上和之下的磁记录层中，单轴各向异性常数Ku较低且Hc较低的磁记录层中的磁化首先反转，在该反转影响下，Ku较低且Hc高的磁记录层中的磁化反转受到促进，而磁记录层全体的Hc降低。上下磁记录层通过不同磁化旋转发生两阶段磁化反转，因此提高了热稳定性并同时降低反转磁场，从而有效提高易记录性。

当层积的磁记录层之间通过耦合层的交换耦合被完全切断时，降低了能垒，不能提高热稳定性。因此考虑到为有效降低Hc同时保持铁磁耦合而导出磁记录层之间的适当耦合能，耦合层是必需的。磁记录层之间的铁磁耦合必须在使用垂直磁记录介质的常规温度发生。

作为用于耦合层6的材料，优选使用选自下组的材料：V，Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Nb，Mo，Ru，Rh，Ta，W，Re或Ir，或者主组分为这些元素之一的合金。在非磁性材料如V，Cr或Cu的情况下，通过调整膜厚度，可以获得在磁记录层之间的铁磁耦合以及适当耦合能。在与非磁性材料的合金中使用铁磁性材料Fe，Co或Ni时，通过调整膜沉积条件，沉积环境等，可以获得适当的耦合能。

优选使耦合层6的膜厚度为小于或等于0.3nm。这是因为当耦合层6的材料是除Fe，Co或Ni之外的材料时，通过使耦合层6的厚度小于或等于0.3nm，可以控制宽范围的耦合能，而且可以更充分保证形成磁记录层的晶粒之间的磁分离，因此能降低噪声。在Fe，Co或Ni的情况下，通过使膜厚度小于或等于0.3nm，可以将Fe，Co或Ni的磁特性作用抑制到可以忽略的程度。

作为第二磁记录层7，可以使用与第一磁记录层5类似的材料和结构。当通过耦合层提供铁磁耦合时，可以抑制磁记录层内磁性晶粒之间的相互作用，同时保持磁记录层之间的耦合，因此，与第一磁记录层类似，第二磁记录层也特别优选粒状结构。而且磁记录层全体的粒状材料分数增加，可以减小磁化反转单位，并且可以具有更高密度。

设置第一磁记录层和第二磁记录层以满足以下关系。当第一磁记录层具有单轴各向异性常数Ku₁和膜厚度T₁，且第二磁记录层具有单轴各向异性常数Ku₂和膜厚度T₂时，设定第一磁记录层和第二磁记录层的膜厚度以及材料，使之满足关系Ku1T1＞Ku2T2。

其原因是，要使磁化反转首先在第二磁记录层中发生；通过这种方式，可以有效降低反转磁场，而不会妨碍热稳定性。为此原因，规定了Ku₁T₁和Ku₂T₂的量级的关系。通过这种方式，可以同时获得降低反转磁场和提高热稳定性的有利结果。

作为第三磁记录层8，可以使用与第一磁记录层5和第二磁记录层7类似的材料和结构。

设置第一磁记录层、第二磁记录层和第三磁记录层，以使之满足以下关系。当第三磁记录层具有单轴各向异性常数Ku₃和膜厚度T₃时，基于和上面所述类似的原因，设定第一磁记录层和第三磁记录层的膜厚度和材料，以使之与第一磁记录层的关系如下：Ku₁T₁＞Ku₃T₃。另一方面，设定与第二磁记录层的关系以使Ku₃与Ku₂不相等，优选使Ku₃＜Ku₂。此外，Ku₁≥10Ku₂以及Ku₁≥10Ku₃的关系使得能够可靠地保持热稳定性，因此是更需要的。

已知为了降低介质噪声并提高S/N，优选降低磁记录层中的Pt含量。但是，随着Pt含量下降，热稳定性下降。因此当保证常规磁记录层中的热稳定性时，设定Pt含量大于10原子％(at％)。另一方面，如果使用本发明的耦合能受控的层积磁记录层，可以保证足够的热稳定性，因此可以降低Pt含量。更具体地，可以降低Ku值最低的磁记录层——即首先开始磁化反转的第三磁记录层中的Pt含量。在第三磁记录层中也可以使用完全不含Pt的材料。此外，专利参考文献1阐明，当包含Pt时，通过降低其含量至小于或等于10原子％，可降低介质噪声，提高S/N，此外可以有效降低反转磁场。即，对于磁记录层的组成，优选在具有最低Ku值的第三磁记录层中至少包含Co和Cr，并且当包含Pt时，优选Pt含量小于或等于10原子％。此外，更优选磁记录层包含至少一种选自以下的元素：Ta，B，Nb，N和Cu。通过该组成，可以进一步降低介质噪声，可获得有效降低磁记录层的反转磁场的有益结果。

下面，描述第二磁记录层和第三磁记录层。如上面所述，本发明的磁记录层具有以下结构：在专利参考文献1中提出的具有双层结构的磁记录层内，用粒状结构的第二磁记录层代替一部分低Ku层，并且第三磁记录层相当于现有技术的低Ku层。在第一磁记录层和第二磁记录层之间提供耦合层的原因是为了使用该耦合层来降低Hc，并且为了抑制有效Ku的下降和热稳定性的下降。在第二磁记录层和第三磁记录层之间不提供耦合层。这是为了降低第二磁记录层和第三磁记录层的有效Ku，降低反转磁场，并提高易记录性。即，第三磁记录层具有最低Ku值，该层与第二磁记录层耦合但它们之间没有耦合层，这样的第三磁记录层使得能够利用低Ku值更有效地降低Hc。此外，通过使用Pt含量和如Ta，B，Nb，N和Cu的元素来控制磁性粒子之间的交换耦合，即使在为保证易记录性而使低Ku层占磁记录层整体的分数增加的情况下，仍可以保证磁化反转起动磁场Hn。结果，进一步促进介质噪声降低，并且可以实现更高记录密度和易记录性以及保持热稳定性。

作为保护层9，例如可以使用主要组分为碳的薄膜。另外，可以使用通常用作磁记录介质的保护层的各种薄膜材料。

作为液体润滑剂层10，例如可以使用全氟聚醚润滑剂。另外，可以使用通常用作磁记录介质的液体润滑剂材料的各种润滑剂材料。

在非磁性基板上形成的各层可以采用磁记录介质领域常用的各种薄膜沉积技术形成。为形成除液体润滑剂层外的各层，可以采用例如，DC磁控管溅射法，RF磁控管溅射法，或者真空蒸发沉积法。为形成液体润滑剂层，可以采用例如浸涂法或旋涂法。

下面详细说明本发明的垂直磁记录介质的实施方式；但是，本发明不限于这些实施方式，当然，在不偏离本发明要旨下可以进行各种修改。

下面描述采用图1所示结构制造的垂直磁记录介质的例子。

实施方式1

作为非磁性基板1，使用镀有NiP且具有平坦表面的Al合金；清洗之后，将该基板放入溅射装置中，使用Co-Zr-Nb靶沉积40nm厚度的CoZrNb非晶形软磁性背衬层2。然后，使用Ni-Fe-Si靶(为坡莫合金)沉积10nm厚度的NiFeSi底层3。然后，使用Ru靶沉积10nm厚度的Ru非磁性中间层4。然后，使用93(Co-8Cr-20Pt)-7SiO₂靶沉积膜厚度为4到8nm的粒状结构CoCrPt-SiO₂第一磁记录层5。然后，使用Ru靶沉积膜厚度为0.2nm的Ru耦合层6。然后，使用93(Co-15Cr-10Pt)-7SiO₂靶沉积膜厚度为4.0nm的粒状结构的CoCrPt-SiO₂第二磁记录层7。然后，使用93(Co-20Cr-5Pt)-7SiO₂靶沉积膜厚度为4到8nm的第三磁记录层8。最后，使用碳靶沉积膜厚度为3nm的碳保护层9，之后，将基板从真空装置中取出。第一、第二和第三磁记录层采用RF磁控管溅射进行沉积，其余层采用DC磁控管溅射形成。然后，通过浸涂法形成2nm厚度的全氟聚醚液体润滑剂层10，制得垂直磁记录介质。

对比例1

直到Ru耦合层6之前，采用类似的工艺进行薄膜沉积；然后，使用93(Co-15Cr-10Pt)-7SiO₂靶沉积8到12nm厚度的粒状结构CoCrPt-SiO₂第二磁记录层7，不沉积第三磁记录层8，因此该磁记录层包含两层。最后，使用碳靶沉积厚度为3nm的碳保护层9，之后，将基板从真空装置中取出。沉积各膜以使磁记录层总厚度为16nm，等于上面实施方式中所述的包含三层的磁记录层的总厚度。

对比例2

直到Ru耦合层6之前，采用类似的工艺进行薄膜沉积；然后，使用96(Co-15Cr-10Pt)-4B靶沉积8到12nm厚度的粒状结构CoCrPtB第二磁记录层7，不沉积第三磁记录层8，因此该磁记录层包含两层。最后，使用碳靶沉积厚度为3nm的碳保护层9，之后，将基板从真空装置中取出。沉积各膜以使磁记录层总厚度为16nm，等于上面实施方式中所述的包含三层的磁记录层的总厚度。

首先，如下测量实施方式1中的各磁记录层的Ku值。作为膜结构，不包括非晶形软磁性背衬层，并且形成在Ru非磁性中间层上只包含8nm厚度的第一磁记录层的磁记录介质；类似地，制造只形成第二磁记录层和第三磁记录层的磁记录介质，并且利用磁扭矩测量仪测量单轴各向异性常数Ku。结果，第一磁记录层的Ku₁为7.5×10⁶erg/cc，第二磁记录层的Ku₂为2.0×10⁶erg/cc，第三磁记录层Ku₃为1.3×10⁶erg/cc。由此，满足关系式Ku1＞Ku2＞Ku3。

然后，在将磁记录层总厚度保持在16nm的前提下，在磁记录层的膜厚度比值受控的情况下进行膜沉积，并对磁记录介质中不同量级的磁化反转单位测量矫顽性Hc；结果示于图2。

根据该图，比较本发明情况与单层磁记录层的情况，其中本发明情况中紧接Ru耦合层上的磁记录层包含第二磁记录层和第三磁记录层，对于相同的磁化反转单位量级，很清楚，使用本发明中的用粒状结构磁性层替代一部分低Ku层的三层磁记录层，可以降低Hc。即，可以提高记录密度，同时保持易磁化反转性。而且第一磁记录层的Ku足够大，可获得大于或等于60的KuV指标，并能可靠地保持热稳定性。

实施方式2

除了不沉积CoZrNb非晶形软磁性背衬层2之外，采用与实施方式1中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

对比例3

除了不沉积CoZrNb非晶形软磁性背衬层2和Ru耦合层6之外，采用与实施方式1中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

图3显示实施方式2和对比例3的磁化曲线。由该图可见，通过在磁记录层之间插入Ru耦合层，可以降低矫顽性Hc。在图3情况中，此降低率约为20％。通过在至少两个磁记录层之间插入耦合层，提高了易磁化反转性。

对比例4

除了将Ru耦合层6沉积到0.35nm之外，采用与实施方式2中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

图4显示对比例4的磁化曲线。由该图可以看出，发生两阶段的磁化反转。这表明，在第一磁记录层和第二磁记录层之间的铁磁耦合因为该耦合层的厚度增大而被完全切断，使这两个磁记录层处于磁分离状态。即，如果Ru耦合层太厚，则在磁记录层之间的耦合力消失，且需要强磁场才能在高Ku层中引起磁化反转，因而易反转性下降。

对比例5

除了采用与用于第一磁记录层5相同的93(Co-8Cr-20Pt)-7SiO₂靶来沉积4.0nm厚度的粒状结构CoCrPt-SiO₂的第二磁记录层7之外，采用与实施方式2中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

图5显示对比例5的磁化曲线。由该图可看出，如果在第一磁记录层和第二磁记录层中使用相同的粒状材料——即具有相同Ku值的材料，则易磁化反转性下降。

实施方式3

作为非磁性基板1，使用镀有NiP且具有平坦表面的Al合金；清洗之后，将该基板放入溅射装置中，使用Co-Zr-Nb靶沉积40nm厚度的CoZrNb非晶形软磁性背衬层2。然后，使用Ni-Fe-Si靶(为坡莫体系合金)沉积10nm厚度的NiFeSi底层3。然后，使用Ru靶沉积10nm厚度的Ru非磁性中间层4。然后，使用93(Co-8Cr-20Pt)-7SiO₂靶沉积膜厚度为4到8nm的粒状结构CoCrPt-SiO₂第一磁记录层5。然后，使用Ru靶沉积膜厚度为0.2nm的Ru耦合层6。然后，使用93(Co-15Cr-10Pt)-7SiO₂靶沉积膜厚度为4.0nm的粒状结构CoCrPt-SiO₂第二磁记录层7。不沉积第三磁记录层8，最后，使用碳靶沉积膜厚度为3nm的碳保护层9，之后，将基板从真空装置中取出。第一和第二磁记录层采用RF磁控管溅射进行沉积，其余层采用DC磁控管溅射形成。然后，通过浸涂法形成2nm厚度的全氟聚醚液体润滑剂层10，制得垂直磁记录介质。

对比例6

除了不沉积耦合层6、第二磁记录层7和第三磁记录层8之外，采用与实施方式3中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

对比例7

除了使用93(Co-8Cr-20Pt)-7SiO₂靶沉积8到12nm厚度的粒状结构CoCrPt-SiO₂第一磁记录层5、以及不沉积耦合层6，第二磁记录层7和第三磁记录层8之外，采用与实施方式3中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

在此，磁记录层的总膜厚度与实施方式3和对比例7中相同。Ku值与实施方式1中的测得值相同。

图6显示当第一磁记录层厚度为8nm时，在基本上接近在数据记录期间使用的磁场的情况下残余矫顽性Hcr对施加磁场角度的依赖性的测定结果。由该图可知，在对比例7中，当只有形成到12nm的第一磁记录层时，Hcr很高，对垂直磁场而言在8kOe。当在对比例6中将相同的第一磁记录层制为8nm时，发现该值降低至5.2kOe。通过减小具有高Ku的第一磁记录层的厚度，就降低分数体积，并且Hcr即矫顽性下降。在此，Ku不变。另一方面，当像实施方式3中那样在全体磁记录层中以插入耦合层的方式在其上放置第二磁记录层时，与只包含在同样厚度的第一磁记录层中使用的材料的对比例7相比较，显然有效降低了矫顽性。此外，因为通过耦合层保持了第一磁记录层的Ku，所以可以保证热稳定性。

实施方式4

除了使用96(Co-15Cr-10Pt)-4B靶来沉积8到12nm厚度的CoCrPtB第三磁记录层之外，采用与实施方式1中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

对比例8

除了不沉积耦合层6之外，采用与实施方式4中完全相同的工艺来制造磁记录介质。

图7显示在实施方式4、对比例7和实施方式3中Hcr对施加的磁场的依赖性的测定结果。由该图可知，在具有三层结构的磁记录层中使用第三磁记录层时，对于垂直磁场而言，Hcr下降至4.4kOe。另一方面，当没有形成耦合层6时，Hcr的降低率很差，很清楚矫顽性没有有效降低。此外，因为不使用耦合层6，所以磁记录层整体的有效Ku降低，并且热稳定性降低。

关注于随施加磁场的角度的变化，在实施方式4中，可见在相对于垂直磁场(0度)的各角度，下降率被抑制。图8显示图7的结果由垂直磁场的Hcr进行归一化后的数值。实施方式4中Hcr随角度的变化与其他任何数据相比在最小范围之内，并且随角度只有很小的变化。这是因为高磁化反转起动场Hn是通过使用CoCrPtB第三磁记录层8获得的。因此，即使在高记录密度下，仍可以减少数据记录/再现差错，可抑制介质噪声，并可提高磁记录介质的性能。

因此，藉由本发明，通过在垂直磁记录介质的磁记录层之间设置铁磁耦合，并通过进一步提供具有不同Ku值的三层磁记录层，可以通过提高热稳定性指标KuV和降低依赖于Ku的Hc，从而在不减损热稳定性的情况下降低磁记录介质的反转磁场，并且同时可以可靠地实现噪声特性、S/N特性以及其他磁记录介质性能的改善。因此，可以同时提高磁性记录介质的热稳定性、易记录性和记录密度。

Claims

1.一种垂直磁记录介质，通过在非磁性基板上按序至少层积软磁性背衬层、底层和磁记录层形成，其特征在于，

所述磁记录层至少具有第一磁记录层、第二磁记录层和第三磁记录层；

在所述第一磁记录层和所述第二磁记录层之间设有耦合层；

所述第一磁记录层和所述第二磁记录层通过所述耦合层铁磁耦合；

所述第三磁记录层与所述第二磁记录层相邻；

中间夹有所述耦合层的所述第一磁记录层和所述第二磁记录层具有粒状结构；以及

所述第一磁记录层、所述第二磁记录层和所述第三磁记录层在垂直于所述非磁性基板的平面的方向上具有易磁化轴方向，

所述第一磁记录层的单轴各向异性常数Ku₁、所述第二磁记录层的单轴各向异性常数Ku₂和所述第三磁记录层的单轴各向异性常数Ku₃的值各不相同，并且其量级关系是Ku₁＞Ku₂＞Ku₃。

2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于，通过所述耦合层铁磁耦合的所述第一磁记录层和所述第二磁记录层具有粒状结构，该粒状结构中磁性晶粒分散在非磁性氧化物或非磁性氮化物基质中。

3.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于，所述耦合层包含选自V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ru、Rh、Ta、W、Re和Ir的元素、或者其主组分是选自这些元素的至少一种元素的合金。

4.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于，所述耦合层的厚度为小于或等于0.3nm。