CN101740044A

CN101740044A - 垂直磁记录介质

Info

Publication number: CN101740044A
Application number: CN200910208195A
Authority: CN
Inventors: 荒井礼子; 中川宏之
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2029-11-02
Also published as: US8507115B2; JP5337451B2; JP2010113762A; US20100110588A1; CN101740044B

Abstract

本发明提供一种垂直磁记录介质，其实现优异的记录/再现特性，并满足高记录密度的要求。粘合层(12)、软磁衬层(13)、籽层(14)、中间层(15)和记录层(16)顺序叠置在衬底(11)上。籽层(14)具有层叠结构，包括第一籽层(141)和第二籽层(142)。第一籽层(141)由包括CoFe合金的具有fcc晶格结构的磁合金构成，第二籽层(142)由包括NiW合金的具有fcc结构的非磁合金构成。

Description

垂直磁记录介质

技术领域

本发明涉及可进行高容量信息记录的磁记录介质，尤其涉及更适于高密度磁记录的磁记录介质。

背景技术

在垂直磁记录中，相邻位的磁化不彼此面对，因此可以实现高记录密度非常需要的稳定的记录状态。垂直磁记录介质具有其中主要堆叠软磁衬层、中间层和磁记录层的结构。软磁衬层抑制磁头产生的磁场的扩展从而有效地磁化磁记录层。中间层在软磁衬层和磁记录层之间进行磁隔离，并控制磁记录层的晶体取向。对于磁记录层，通常使用包括添加有诸如SiO₂的氧化物的CoCrPt铁磁合金的颗粒型记录层，其与以前的CoCrPt介质相比被认为是介质噪声低且热退磁强。

为了进一步改善性能或增加记录密度，需要减小磁记录层中的介质噪声，另外，需要减小软磁衬层与磁头之间的距离。如前所述，软磁衬层防止记录头产生的磁通的扩展，从而辅助写信息到磁记录层中。因此，减小它们之间的距离，由此使记录头的磁场梯度变陡，结果可以更有效地记录信息。作为减小软磁衬层与磁头之间的距离的方法，减小磁头的飞行高度、减小保护膜或润滑膜的厚度以及此外减小磁记录层或中间层的厚度是可能的方法。从可靠性的观点看，减小保护膜或润滑膜的厚度是有局限的。此外，减小磁记录层的厚度导致记录的磁化的热稳定性劣化、噪声增大以及信号质量降低等问题。由于中间层对于控制磁记录层的晶体取向具有重要作用，所以将中间层的厚度减小到最小且同时仍保持磁记录层的性能成为一个重要课题。尽管提出了各种用于中间层的材料，但通常使用Ru或Ru合金。提出了一种改善Ru的晶体取向的方法，其中包括Ta或Ti合金的衬层形成在Ru中间层之下。另外，提出了一种方法，其中在中间层中部分地使用软磁衬层的材料从而一起控制软磁衬层的功能和中间层的晶体取向。例如，专利文献1描述了一种方法，其中使用NiFe衬层和Ru中间层，专利文献2描述了一种方法，其中使用NiW衬层和Ru中间层，专利文献3描述了一种方法，其中在堆叠于NiFe软磁层上的CoFe软磁层上使用Ru中间层。

专利文献1：JP-A-2003-123239

专利文献2：JP-A-2007-179598

专利文献3：JP-A-2004-288348

发明内容

过去提出的介质构造具有大的中间层厚度，当中间层简单地变薄时，记录层的属性劣化，因而难以实现具有优异的记录/再现特性的磁记录介质。

针对上述问题作出本发明，其旨在实现具有优异的记录/再现特性的磁记录介质，其中中间层通过适当选择籽层的材料和结构的组合而具有小厚度。

本发明的磁记录介质具有一结构，其中软磁衬层、籽层、中间层、磁记录层和保护层顺序叠置在衬底上。籽层具有层叠结构，包括作为下层的第一籽层和作为上层的第二籽层。第一籽层由包括CoFe合金的具有面心立方晶格(fcc)结构的磁合金构成，第二籽层由包括NiW合金的具有fcc结构的非磁合金构成。

根据本发明，选择包括两层结构的籽层，其由包括CoFe合金的具有fcc结构的软磁材料和包括NiW合金的具有fcc结构的非磁材料构成，由此可提供具有优异再现性和可靠性并能实现高记录密度的垂直磁记录介质。

附图说明

图1示出本发明一示例的垂直磁记录介质的结构；

图2示出本发明另一示例的垂直磁记录介质的结构。

具体实施方式

在本发明的垂直磁记录介质中，粘合层形成在衬底上，软磁衬层形成在粘合层上，籽层形成在软磁衬层上，中间层形成在籽层上，垂直磁记录层形成在中间层上。

粘合层的材料没有特别限制，只要该材料在粘着到衬底方面和表面平坦度方面优异即可。然而，粘合层优选地由包括Ni、Al、Ti、Ta、Cr、Zr、Co、Hf、Si和B中的至少两种的合金构成。更具体地，可以使用NiTa、AlTi、AlTa、CrTi、CoTi、NiTaZr、NiCrZr、CrTiAl、CrTiTa、CrTiNi、CoTiAl等。

对于软磁衬层，材料没有特别限制，只要该材料具有至少1特斯拉的饱和磁通密度(Bs)、沿盘衬底的径向方向提供的单轴各向异性、沿圆周方向测量的1.6kA/m或更小的矫顽力、以及优异的表面平坦度。具体地，当使用添加有Ta、Hf、Nb、Zr、Si、B、或C等的主要包括Co或Fe的非晶合金或纳米晶合金时，容易获得上述特性。层厚优选地在大约20nm到100nm的范围内，尽管该厚度的最优值根据磁头的结构或特性而不同。如果该厚度小于20nm，则该层不能足够地吸收来自磁头的磁通，导致不足的信息写入。另一方面，如果该厚度相反地增加到大于100nm，则发生侧道写入，导致记录/再现特性劣化。

为了进一步降低软磁衬层中的噪声，非磁层插入到软磁衬层中，上和下软磁层通过非磁层反铁磁地或静磁地耦合。当使非磁层上侧和下侧的软磁层之间磁矩相等时，不期望的磁通在所述层之间循环，从而磁畴状态在任一层中倾向于进一步稳定。Ru、Cr或Cu可合意地用于非磁层。上和下软磁衬层之间的耦合大小的最优值根据磁头的结构和特性而不同。这种情况下，通过改变非磁层的厚度可调整耦合大小，或者通过添加诸如Co或Fe的第三元素到非磁层中可以调整耦合大小。

籽层包括按照从衬底侧的顺序的第一籽层和第二籽层的两层结构。形成在衬底侧的第一籽层旨在用作软磁衬层并控制中间层的结晶度，包括CoFe合金的具有fcc结构的磁材料用于该层。具体地，合意地使用包括添加有Ta、Nb、W、B或V等的CoFe的材料。另外，CoFe合金优选地具有至少0.8特斯拉的饱和磁通密度(Bs)、沿盘衬底的径向方向提供的单轴各向异性以及0.8kA/m或更小的矫顽力。具有好的软磁特性的材料用于第一籽层，由此可以改善记录/再现特性。第一籽层的厚度优选地在大约1nm到10nm的范围内，尽管该厚度的最优值根据第二籽层、中间层或磁记录层的材料或厚度，或者根据记录头的特性而不同。如果厚度小于1nm，则籽层的效果不利地变得不足。如果厚度大于10nm，则晶体尺寸不利地增大且噪声不利地增加。

形成在记录层侧的第二籽层旨在控制中间层的取向和结晶度，包括NiW合金的具有fcc结构的非磁材料可用于该层。具体地，合意地使用NiW或者包括添加有Cr、V、B、Nb或Ta等的NiW的NiW合金。第二籽层的厚度可取地在大约1nm到10nm的范围内，尽管该厚度的最优值根据中间层或磁记录层的材料或厚度，或者根据记录头的特性而不同，如在第一籽层中那样。如果该厚度小于1nm，则中间层的效果不利地变得不足。如果厚度大于10nm，则晶体尺寸不利地增大。

非磁层可以插在软磁衬层和第一籽层之间从而进一步吸收来自磁头的磁通。这样，软磁衬层和第一籽层之间的铁磁耦合被中断。对于该非磁层，其材料没有特别限制，只要该材料不降低形成在该非磁层上的第一籽层的结晶度或晶体取向。具体地，可以使用非晶合金包括NiTa或Ta，或者具有fcc结构或六角密堆积晶格(hcp)结构的合金，包括Pd或Ti。该非磁层的厚度优选地为大约1nm到5nm。如果该厚度小于1nm，则软磁衬层和第一籽层之间的耦合不利地没有中断。如果厚度大于5nm，则噪声不利地增加，导致记录/再现特性的劣化。

对于中间层，可以使用单一Ru、具有hcp结构或fcc结构的合金(主要包括添加有Cr、Ti、Ta或B等的Ru)、或者具有颗粒结构的合金。中间层可以包括单层膜，或者可以包括使用具有不同晶体结构的材料的层叠膜。该层的厚度优选地为16nm或更小。Ru中间层与上述籽层组合，从而中间层的厚度可以减小而没有劣化磁记录层的特性。

对于垂直磁记录层，可以使用包括至少Co和Pt的合金。另外，可以使用具有颗粒结构的合金，主要包括添加有氧化物的CoCrPt，具体而言为CoCrPt-SiO₂、CoCrPt-MgO、CoCrPt-TaO、CoCrPt-CoO、CoCrPt-TiO等。另外，可以使用人工晶格膜，诸如(Co/Pd)多层膜、(CoB/Pd)多层膜、(Co/Pt)多层膜和(CoB/Pt)多层膜。此外，可以使用两层结构，其中CoCrPt或者合金包括添加有B、Ta或Ti等的CoCrPt形成在颗粒结构膜或人工晶格膜上。

对于垂直磁记录层的保护层，形成主要包括碳的2nm至8nm厚的膜。另外，优选地使用包括全氟聚醚(perfluoro-alkyl polyether)的润滑层。这样，实现了高度可靠的垂直磁记录介质。

对于衬底，可以使用玻璃衬底、涂覆有NiP镀膜的Al合金衬底、陶瓷衬底以及通过纹理加工在其表面形成有同心沟槽的衬底。

记录层和软磁衬层每个的磁特性利用Neo Arc公司制造的克尔效应磁强计评估。记录/再现特性利用Hitachi High-Technologies公司制造的旋转台测试仪测量。用于评估的磁头是复合磁头，整体具有拖尾屏蔽型写元件和自旋阀型读元件。最大线性记录密度为43.8kfc/mm。得到介质S/N，其是以18.8kfc/mm记录信号时，再现输出对累积噪声(integrated noise)的比。当2.59kfc/mm的信号被20.9kfc/mm的信号重写时，从初始信号的衰减比(attenuation ratio)得到重写(OW)特性。

下面，参照附图描述利用本发明的具体示例。

示例1

图1示出了该示例的垂直磁记录介质的层构造。具有0.635mm厚度和65mm直径(2.5英寸型)的玻璃盘衬底用于衬底11，且粘合层12、软磁衬层13、籽层14、中间层15、记录层16和保护层17通过溅射方法顺序形成在衬底上。软磁衬层13是第一软磁层131、非磁层132和第二软磁层133的层叠膜。籽层14是第一籽层141和第二籽层142的层叠膜。记录层16是第一记录层161和第二记录层162的层叠膜。表1示出了靶成分、Ar气压和示例中的每层的厚度。

表1

首先，作为粘合层12的10nm的NiTa膜形成在衬底11上，然后，作为第一软磁层131的15nm的FeCoTaZr膜、作为非磁层132的0.4nm的Ru膜以及作为第二软磁层133的5.5nm的FeCoTaZr膜顺序形成在NiTa膜上。此外，作为第一籽层141的7nm的CoFeTa膜和作为第二籽层142的3nm的NiW膜顺序形成，然后，作为中间层15的Ru膜在1Pa的Ar气压下形成4nm且在5Pa的Ar气压下形成8nm，然后作为第一记录层161的13nm的CoCrPt-SiO₂膜、作为第二记录层162的3nm的CoCrPtB膜以及作为保护层17的3nm的碳膜顺序形成。然后，包括通过碳氟化合物材料稀释的基于全氟聚醚的材料的润滑剂涂覆在表面上，且然后所涂覆的表面被清漆化(vamished)，从而制造了示例的垂直记录介质1-1。形成磁记录层时，Ar用作溅射气体，其以20mPa的分压添加有氧气。形成保护层17时，在沉积期间，相对于0.6Pa的Ar气压添加50mPa分压的氮气。

对比例1

制备常规的具有厚的中间层的介质1-2以用于与示例进行比较。在介质1-2中，NiTa沉积3nm作为第一籽层，NiW沉积7nm作为第二籽层，然后在1Pa的Ar气压沉积9nm的Ru、在5Pa的Ar气压沉积9nm的Ru作为中间层。另外，利用与示例1-1相同的层构造，制备介质1-3，其中简单沉积7nm的CoFeTa作为第一籽层141；制备介质1-4，其中简单沉积3nm的NiW作为第二籽层142；及制备介质1-5，其中在软磁衬层13上沉积3nm的NiW且其上沉积7nm的CoFeTa。

评估示例和对比例的各磁记录介质的磁特性和记录/再现特性。表2示出评估结果。表中示出了从软磁层到记录层的距离(非磁籽层和中间层的总厚度)。在示例的介质1-1中，与常规的具有厚的中间层的对比例的介质1-2相比，获得了与介质1-2在相同水平的高介质S/N，且OW特性得到极大改善。另一方面，在比较例1-3到1-5中，与示例的介质相比介质S/N低1dB或更多。OW特性得到改善的原因在于，因为软磁层和记录层之间的距离减小，由此增加了磁头场强度。由此可知，CoFeTa用于第一籽层且NiW用于第二籽层，由此即使在Ru中间层具有12nm的小的厚度的情况下，也获得了卓越的记录/再现特性。

表2

样品	第一籽层	第二籽层	从软磁层到记录层的距离(nm)	介质S/N(dB)	O/W(dB)
样品	第一籽层	第二籽层	从软磁层到记录层的距离(nm)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	示例1-1	CoFeTa	NiW	15	18.1	-44
对比例1-2	NiTa	NiW	28	18.2	-39	示例1-1	CoFeTa	NiW	15	18.1	-44
对比例1-2	NiTa	NiW	28	18.2	-39	对比例1-3	CoFeTa	-	12	16.9	-47
对比例1-4	-	NiW	15	17.3	-45	对比例1-3	CoFeTa	-	12	16.9	-47
对比例1-4	-	NiW	15	17.3	-45	对比例1-5	NiW	CoFeTa	12	17.0	-46

然后，利用与示例的介质1-1相同的层构造，在包括CoFeTa的第一籽层的厚度改变时，研究记录层的磁特性与介质S/N之间的关系。表3示出了研究结果。在除了CoFeTa层以外的任何层中，厚度被固定。随着厚度增加直到5nm，Hc增加。在5nm或更大厚度的情况下，与厚度无关，Hc不显著改变。另一方面，介质S/N倾向于随着Hc的增加而得到改善，且在3至9nm的厚度范围内获得18dB或更大的优异介质S/N特性而与厚度的变化无关。当厚度进一步增加时，介质S/N减小。这是因为噪声由于厚度的增加而增大。

在示例中，作为第一籽层的CoFeTa膜的厚度最优地为3nm至9nm。然而，这样的最优值依赖于第二籽层、中间层或磁记录层的材料或厚度而不同，或者依赖于与用于评估的有关介质组合的磁头而不同。

表3

样品	第一籽层的厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)
样品	第一籽层的厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	2-1	1	3.6	17.5
2-2	3	3.8	18.0	2-1	1	3.6	17.5
2-2	3	3.8	18.0	2-3	5	4.1	18.1
1-1	7	4.1	18.1	2-3	5	4.1	18.1

样品	第一籽层的厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)
样品	第一籽层的厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	2-4	9	4.1	18.1
2-5	11	4.2	17.7	2-4	9	4.1	18.1
2-5	11	4.2	17.7	2-6	13	4.2	17.2

示例2

利用与示例1-1相同的层构造，在第一籽层的CoFeTa的Co、Fe和Ta之间的成分比改变时，研究CoFeTa的晶体结构与介质S/N之间的关系。在任何情况中，第一籽层的厚度固定为7nm。如下面的公式所示，改变第二软磁层的厚度(t2)使得第二软磁层的饱和磁通密度(Bs2)与厚度(t2)的乘积和第一籽层的饱和磁通密度(Bs3)与厚度(t3)的乘积的总和等于第一软磁层的饱和磁通密度(Bs1)与厚度(t1)的乘积。

(Bs1)*(t1)＝(Bs2)*(t2)+(Bs3)*(t3)

表4示出了研究的结果。在分别具有3at％和7at％的Ta含量的介质3-1和3-2表现出良好的介质S/N的同时，具有9at％的Ta含量的介质3-3的介质S/N减小。另外，在具有14at％的Fe含量的介质3-4具有高介质S/N的同时，具有25at％的Fe含量的介质3-5的介质S/N减小。具有上述成分的各种CoFeTa通过X射线衍射测量来研究CoFeTa的晶体结构。结果显示，任何表现出高介质S/N的介质具有fcc结构，而介质S/N降低的任何介质具有非晶结构或bcc结构。

即，用于实现具有优异的记录/再现特性的介质的CoFeTa的成分比在CoFeTa形成具有fcc结构的晶体合金的范围内确定。

表4

样品	第一籽层的成分(at％)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	晶体结构
样品	第一籽层的成分(at％)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	晶体结构	3-1	Co-9.7Fe-3Ta	4.3	18.0	晶体(fcc)
1-1	Co-9.5Fe-5Ta	4.1	18.1	晶体(fcc)	3-1	Co-9.7Fe-3Ta	4.3	18.0	晶体(fcc)
1-1	Co-9.5Fe-5Ta	4.1	18.1	晶体(fcc)	3-2	Co-9.3Fe-7Ta	4.0	17.9	晶体(fcc)
3-3	Co-9.1Fe-9Ta	3.8	17.4	非晶	3-2	Co-9.3Fe-7Ta	4.0	17.9	晶体(fcc)
3-3	Co-9.1Fe-9Ta	3.8	17.4	非晶	3-4	Co-14Fe-5Ta	4.0	18.0	晶体(fcc)
3-5	Co-25Fe-5Ta	4.3	17.2	晶体(bcc)	3-4	Co-14Fe-5Ta	4.0	18.0	晶体(fcc)

示例3

利用与示例1-1相同的层构造制造介质4-1至4-4，其中第一籽层141的材料改变为CoFe、CoFeNb、CoFeW或CoFeB。第一籽层的厚度固定为7nm，包括NiW的第二籽层的厚度固定为3nm。

对比例2

为了与示例比较，利用与示例1-1相同的层构造制备比较例的介质4-5至4-8，其中如专利文献1或2中提出的作为常用的软磁材料的NiFe、NiFeTa、CoNiW或CoNiTa用于第一籽层141的材料。在任何情况下，第一籽层141的厚度固定为7nm。另外，在示例和比较例的各介质的任意介质中，第二软磁层的厚度改变，使得非磁层132上的软磁层(第二软磁层和第一籽层)的磁矩等于非磁层132之下的软磁层(第一软磁层)的磁矩，如示例2中所示。

表5分别示出了示例介质和比较例介质的磁特性和记录/再现特性。可知，示例的介质4-1至4-4中的任意介质表现出如介质1-1那样的高介质S/N和良好的OW特性。在这些材料中，特别是在CoFeTa、CoFeNb或CoFeB用于第一籽层的情况中，获得了优异的记录/再现特性。另一方面，比较例的介质4-5至4-8每个与示例介质1-1相比，介质S/N下降了约1dB且OW特性劣化了3至5dB。

表5

样品	第一籽层	记录层Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	第一籽层Hc(Oe)	第一籽层Hk(Oe)
样品	第一籽层	记录层Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	第一籽层Hc(Oe)	第一籽层Hk(Oe)	示例1-1	CoFeTa	4.1	18.1	-44	4.0	30
示例4-1	CoFe	4.3	17.7	-44	30.0	65	示例1-1	CoFeTa	4.1	18.1	-44	4.0	30
示例4-1	CoFe	4.3	17.7	-44	30.0	65	示例4-2	CoFeNb	4.0	18.0	-43	6.5	100
示例4-3	CoFeW	4.2	17.8	-43	15.0	55	示例4-2	CoFeNb	4.0	18.0	-43	6.5	100
示例4-3	CoFeW	4.2	17.8	-43	15.0	55	示例4-4	CoFeB	4.1	17.9	-43	5.0	45
比较例4-5	NiFe	4.4	17.4	-41	1.0	3	示例4-4	CoFeB	4.1	17.9	-43	5.0	45
比较例4-5	NiFe	4.4	17.4	-41	1.0	3	比较例4-6	NiFeTa	4.2	17.3	-41	1.0	3
比较例4-7	CoNiW	4.3	16.2	-38	40.0	35	比较例4-6	NiFeTa	4.2	17.3	-41	1.0	3
比较例4-7	CoNiW	4.3	16.2	-38	40.0	35	比较例4-8	CoNiTa	4.2	15.9	-39	45.0	40

为了详细研究劣化的起因，通过在玻璃衬底上沉积10nm的NiTa并在其上沉积20nm的每种籽层材料来制备样品，研究每种籽层材料的晶体结构和表面平坦度。从中知道，虽然任何晶体结构具有fcc结构并沿(111)方向取向，但是与用在示例中的籽层材料相比，用在比较例中的籽层材料显示出大的晶粒尺寸以及差的表面平坦度。籽层材料的晶粒尺寸增加，由此沉积在其上的NiW的晶粒尺寸也增加，这减小了与Ru中间层的匹配，结果在记录层中产生了亚晶粒(subgrain)。可以认为，由于这样的亚晶粒的产生，记录层中的晶粒尺寸离差(dispersion)增大，结果记录/再现特性劣化。

另外，利用样品研究了籽层材料的软磁特性。表5总地示出了研究的结果。示例和比较例中使用的任何籽层材料具有单轴各向异性，易轴在径向方向上。具体而言，发现提供优异记录/再现特性的CoFeTa、CoFeNb和CoFeB中的任一种在易轴方向上具有小的矫顽力，即具有良好的软磁特性。另一方面，发现NiFe合金面内各向异性弱，尽管其在易轴方向上具有小的Hc，CoNi合金沿易轴方向具有大的Hc。即，发现重要的是具有良好软磁特性的材料用于第一籽层材料以获得优异的记录/再现特性。

在示例中，使用添加有Ta、Nb、W或B的CoFe合金。然而，即使添加示例中彼此组合的额外元素以外的元素，如果该元素满足包括该元素的合金具有fcc结构、易轴沿径向方向的单轴各向异性以及良好的软磁特性的条件，则也获得相同的效果。另外，即使在除了示例中示出的成分以外的成分中，也获得相同效果，只要成分满足上述条件。

示例4

利用与示例1-1相同的层构造制备介质5-1至5-3，其中第二籽层142的材料改变为NiWCr、NiWB或NIWNb。第一籽层的厚度为7nm，第二籽层的厚度为3nm。表6示出各记录层的磁特性和记录/再现特性的研究结果。可以得知，如示例介质1-1那样，获得了优异的记录/再现特性。

表6

样品	第二籽层	记录层Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)
样品	第二籽层	记录层Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	示例1-1	NiW	4.1	18.1	-44
示例5-1	NiWCr	4.1	18.0	-44	示例1-1	NiW	4.1	18.1	-44
示例5-1	NiWCr	4.1	18.0	-44	示例5-2	NiWB	4.0	18.0	-45
示例5-3	NiWNb	3.9	18.0	-45	示例5-2	NiWB	4.0	18.0	-45

示例5

利用与示例1-1相同的层构造制备介质6-1和6-2，其中作为非磁层132的Ru膜的厚度改变到0.6nm或1.2nm。另外，制备介质6-3，其中通过分别改变Ta含量和Zr含量，使软磁衬层的材料为纳米晶合金。介质6-3中的FeCoTaZr是否具有纳米晶结构通过截面TEM分析来确认。在这种情况下，作为非磁层132的Ru膜的厚度为0.4nm。

对比例3

为了与示例比较，使用与示例1-1相同的层构造制备介质6-4，其中不形成作为非磁层132的Ru膜，并制备介质6-5，其中软磁衬层的材料改变为晶体合金CoFeTa。介质6-5的非磁层132的厚度为0.8nm。

示例和比较例的各磁记录介质经过第一和第二软磁层之间的反铁磁耦合评估以及记录/再现特性评估。表7示出了评估结果。

表7

样品	软磁衬层	软磁衬层晶体结构	非磁层132的厚度(nm)	反铁磁耦合(Oe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)
样品	软磁衬层	软磁衬层晶体结构	非磁层132的厚度(nm)	反铁磁耦合(Oe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	示例1-1	FeCoTaZr	非晶	0.4	70	18.1	-44
示例6-1	FeCoTaZr	非晶	0.6	30	18.1	-45	示例1-1	FeCoTaZr	非晶	0.4	70	18.1	-44
示例6-1	FeCoTaZr	非晶	0.6	30	18.1	-45	示例6-2	FeCoTaZr	非晶	1.2	0	18.0	-46
示例6-3	FeCoTaZr	纳米晶	0.4	60	18.0	-45	示例6-2	FeCoTaZr	非晶	1.2	0	18.0	-46
示例6-3	FeCoTaZr	纳米晶	0.4	60	18.0	-45	比较例6-4	FeCoTaZr	非晶	0.0	0	17.4	-47
比较例6-5	CoFeTa	晶体	0.8	60	16.9	-41	比较例6-4	FeCoTaZr	非晶	0.0	0	17.4	-47

示例的每个介质6-1至6-3如介质1-1那样表现出高的介质S/N和良好的OW特性。OW特性随着Ru非磁层厚度增大而改善的原因是，第一软磁层和第二软磁层之间的反铁磁耦合逐渐变弱，导致有效磁导率增加。另一方面，在其中没有形成Ru非磁层的比较例介质6-4中，尽管OW特性得到改善，但是介质S/N下降，因为软磁衬层中的噪声增加。在其中所有的软磁衬层由晶体合金形成的介质6-5中，介质S/N和OW特性都劣化。示例的介质6-2和比较例的介质6-4的介质S/N彼此不同，尽管每个介质中反铁磁耦合都为零。这是因为，在介质6-2中由于第一软磁层与第二软磁层静磁耦合，与比较例的介质6-4相比，示例的介质6-2中的噪声降低。

即，发现优选配置软磁衬层使得第一软磁层与第二软磁层反铁磁耦合或静磁耦合，且软磁衬层的材料可取地是非晶合金或纳米晶合金，以实现优异的记录/再现特性。软磁衬层的磁导率由反铁磁耦合的大小决定，该大小的最优值取决于软磁衬层的厚度、中间层或磁记录层的材料或厚度，或者取决于与用于评估的相关介质组合的磁头而不同。

示例6

图2示出该示例的垂直磁记录介质的层构造。具有0.635mm厚度和65mm直径(2.5英寸型)的玻璃盘衬底用于衬底11，粘合层12、软磁衬层13、中断层18、籽层14、中间层15、记录层16和保护层17通过溅射方法顺序形成在衬底上。软磁衬层13是第一软磁层131、非磁层132和第二软磁层133的层叠膜。籽层14是第一籽层141和第二籽层142的层叠膜。记录层16是第一记录层161和第二记录层162的层叠膜。表8示出了靶成分、Ar气压和示例中每层的厚度。

表8

首先，作为粘合层12的10nm的NiTa膜形成在衬底11上，然后，作为第一软磁层131的15nm的CoFeTaZr膜、作为非磁层132的0.4nm的Ru膜及作为第二软磁层133的15nm的CoFeTaZr膜顺序形成在NiTa膜上。此外，作为中断层18的2nm的NiTa膜、作为第一籽层141的7nm的CoFeTa膜和作为第二籽层142的5nm的NiW膜顺序形成，然后，作为中间层15的Ru膜在1Pa的Ar气压下形成2nm，且在5Pa的Ar气压下形成8nm，然后作为第一记录层161的13nm的CoCrPt-SiO₂膜、作为第二记录层162的3nm的CoCrPtB膜及作为保护层17的3nm的碳膜顺序形成。然后，包括通过碳氟化合物材料稀释的基于全氟聚醚的材料的润滑剂涂覆在表面上，然后该涂覆的表面被清漆化，从而制造了示例的垂直记录介质7-1。形成磁记录层时，Ar用作溅射气体，其以20mPa的分压添加有氧气。形成保护层17时，在沉积期间，相对于0.6Pa的Ar气压以50mPa的分压添加氮气。

评估示例的磁记录介质的记录/再现特性。结果，如示例介质1-1那样，得到了高的介质S/N。

然后，改变作为中断层18的NiTa膜的厚度，研究磁特性和记录/再现特性之间的关系。表9示出了研究结果。

表9

样品	中断层厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)
样品	中断层厚度(nm)	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	7-2	0	4.2	18.1	-43
7-3	0.5	4.2	18.1	-43	7-2	0	4.2	18.1	-43
7-3	0.5	4.2	18.1	-43	7-4	1	4.3	18.2	-46
7-1	2	4.3	18.2	-46	7-4	1	4.3	18.2	-46
7-1	2	4.3	18.2	-46	7-5	4	4.3	17.8	-46
7-6	6	4.3	17.2	-44	7-5	4	4.3	17.8	-46

插入至少1nm的NiTa膜，由此改善OW特性。研究了软磁衬层的软磁特性。结果发现，尽管直到0.5nm的NiTa膜厚度时第二软磁层的FeCoTaZr与第一籽层的CoFeTa仍铁磁耦合，但是当该膜厚增加到1nm或更大时，铁磁耦合中断。OW特性得到改善的原因认为是FeCoTaZr与CoFeTa之间的铁磁耦合中断，从而CoFeTa的磁化响应于外磁场自由移动。在记录/再现特性的更详细的研究中，插入有NiTa的介质在响应于施加的电流提高输出方面得到改善。这意味着即使通过小电流也能足够进行信息写入，这对于具有窄道宽的磁头认为是有利的。介质S/N随着NiTa膜的厚度增加到2nm而得到轻微改善。然而，当厚度大于4nm时，介质S/N却相反地降低。研究了介质的Ru(0002)衍射的摆动曲线的半值宽Δθ₅₀。结果，没有发现存在和不存在NiTa时Ru的晶体取向的任何显著差别。示例中介质S/N得到改善的原因是由于通过与软磁衬层部分去耦而改善的OW特性，而不是由于Ru晶体取向的改善而带来的记录层特性的改善。另外发现，作为非磁层的NiTa膜的厚度优选地为1至4nm。

示例7

使用与示例介质7-1相同的层构造制备介质8-1和8-2，其中中断层18的材料改变为Pd和Ti的每个。中断层18的厚度固定为2nm。表10示出了各记录层的磁特性和记录/再现特性。

表10

样品	中断层	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)
样品	中断层	矫顽力Hc(kOe)	介质S/N(dB)	O/W(dB)	7-1	NiTa	4.3	18.2	-46
8-1	Pd	4.4	18.2	-45	7-1	NiTa	4.3	18.2	-46
8-1	Pd	4.4	18.2	-45	8-2	Ti	4.4	18.1	-45

发现，如示例介质7-1中那样，每个样品表现出高的介质S/N和好的OW特性。研究了第一籽层141的CoFeTa的软磁特性和Ru的晶体取向。结果发现，如在示例介质7-1中那样，获得了类似的良好特性。Pd和Ti分别是具有fcc结构和hcp结构的典型材料。从这些发现，非晶材料或晶体材料可用于该非磁层，只要该材料不降低形成在该非磁层上的第一籽层的结晶度或取向。

Claims

1.一种垂直磁记录介质，包括：

顺序叠置在衬底上的软磁衬层、籽层、中间层、磁记录层和保护层，

其中所述籽层包括衬底侧的第一籽层和形成在所述第一籽层上的第二籽层，所述第一籽层由包括CoFe合金的具有fcc晶体结构的磁材料构成，所述第二籽层包括具有fcc晶体结构的包括NiW合金的非磁材料，

所述软磁衬层具有非晶结构或微晶结构，且

所述中间层包括Ru或Ru合金。

2.如权利要求1的垂直磁记录介质，其中所述CoFe合金包括Ta、W、Nb、B和V中的至少一种。

3.如权利要求1或2的垂直磁记录介质，其中所述软磁衬层包括第一软磁层和第二软磁层，所述第一软磁层和第二软磁层叠置且非磁层置于所述第一软磁层和第二软磁层之间。

4.一种垂直磁记录介质，包括：

所述软磁衬层具有非晶结构或纳米晶结构，

所述中间层包括Ru或Ru合金，且

非磁层形成在所述软磁衬层和所述第一籽层之间。

5.如权利要求4的垂直磁记录介质，其中所述非磁层具有非晶结构。

6.如权利要求4的垂直磁记录介质，其中所述非磁层具有fcc晶体结构或hcp晶体结构。

7.如权利要求4-6中的任一项的垂直磁记录介质，其中所述CoFe合金包括Ta、W、Nb、B和V中的至少一种。

8.如权利要求4-6中的任一项的垂直磁记录介质，其中所述软磁衬层包括第一软磁层和第二软磁层，所述第一软磁层和第二软磁层叠置且非磁层置于所述第一软磁层和第二软磁层之间。

9.如权利要求7的垂直磁记录介质，其中所述软磁衬层包括第一软磁层和第二软磁层，所述第一软磁层和第二软磁层叠置且非磁层置于所述第一软磁层和第二软磁层之间。