CN101777354A - 垂直磁记录盘以及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以通过不引起DC噪声的增大、热稳定性的劣化、记录能力的劣化而提高高密度记录时的S/N比的方式有助于高记录密度化的垂直磁记录盘以及其制造方法。它是在基板1上至少具备磁记录层，并用于垂直磁记录的磁盘10，磁记录层由在含有钴(Co)的晶粒之间含有硅(Si)或硅(Si)的氧化物的颗粒结构的铁磁性层5，含有钴(Co)或Co合金的第1层和含有钯(Pd)或铂(Pt)的第2层的层叠层7，和存在于铁磁性层5和层叠层7之间的衬垫层6构成。当在氩气环境中，在基板1上将铁磁性层5溅射成膜后，在氩气环境中，用比铁磁性层5成膜时的气压低的气压将层叠层7溅射成膜。
Description
(本申请是国际申请号为PCT/JP2005/011926、国家申请号为200580021380.6、发明名称为“垂直磁记录盘以及其制造方法”的中国申请的分案申请。)
技术领域
本发明涉及安装在垂直磁记录方式的HDD(硬盘驱动器)等上的垂直磁记录盘。
背景技术
随着近年的信息处理的大容量化，开发出各种信息记录技术。特别是采用了磁记录技术的HDD(硬盘驱动器)的面记录密度以年率100％左右的比例持续增加。最近，对于HDD等所使用的2.5英寸直径磁盘，开始要求每1张超过60GB的信息记录容量，为了对应这种需求，要求实现每1平方英寸超过100GB的信息记录密度。在HDD等所使用的磁盘中，为了达成高记录密度，必须将构成承担信息信号的记录的磁记录层的磁性晶粒微细化，同时减少其层厚。可是，如果是一直以来被商业化的面内磁记录方式(也称为纵向磁记录方式、水平磁记录方式)的磁盘，进行磁性晶粒的微细化的结果，记录信号的热的稳定性被超常磁性现象破坏，记录信号消失，并出现热波动现象，成为阻碍磁盘的高记录密度化的主要原因。
为了解决该阻碍的主要原因，近年，提出了垂直磁记录方式用的磁盘。在垂直磁记录方式的情况下，与面内磁记录方式的情况不同，以相对于基板面沿着垂直方向取向的方式调整磁记录层的易磁化轴。垂直磁记录方式与面内记录方式相比，可以抑制热波动现象，因此相对于高记录密度化比较适合。例如，在日本特开2002-92865号公报(专利文献1)中，公开了有关在基板上按顺序形成基础层、Co类垂直磁记录层、保护层而成的垂直磁记录介质的技术。另外，在美国专利第6468670号说明书(专利文献2)中，公开了由使交换结合的人工晶格膜连接层(交换结合层)附着在晶粒性的记录层上的结构构成的垂直磁记录介质。
专利文献1：日本特开2002-92865号公报
专利文献2：美国专利第6468670号说明书
磁盘的记录密度的提高，主要通过磁记录层的磁化过渡区噪声的降低来进行。为了降低噪声，必须缩小磁记录层的结晶取向性的提高和晶粒直径以及相互磁力作用的大小。即，为了介质的高记录密度化，最好将磁记录层的晶粒直径均一化、微细化，并且设为各个磁性晶粒被磁力剖截的偏析状态，为此，必须适当地控制磁记录层的微细结构。可是，在专利文献1所公开的Co类垂直磁记录层中，CoPt类垂直磁记录层由于顽磁力Hc较高，并且可以将磁翻转生成磁场Hn设为小于零的较小的值，可以提高相对于热波动的耐受性，另外可以得到较高的S/N比，因此较合适。进而，通过使该垂直磁记录层含有Cr等元素，可以使Cr向磁性晶粒的晶粒边界部分偏析，因此可以遮断磁性晶粒之间的交换相互作用而得到高记录密度化。
另外，如果在CoPt类垂直磁记录层上添加SiO2或O等氧化物，不会阻碍CoPt的外延生长，并可以形成良好的偏析结构，即，SiO2或O等氧化物偏析，并可以减少磁记录层的晶粒之间的磁力相互作用。另外，通过SiO2或O等氧化物的添加，可以将晶粒直径微细化。晶粒直径和磁力相互作用的大小受向晶粒边界偏析的SiO2层的厚度和基础层的晶粒直径的影响。如果使添加到磁记录层上的SiO2量增加，则微细化和磁力剖截加大，高记录密度时的S/N比提高。由此，最大各向异性能量Ku与以往没有添加SiO2的介质相比提高了近2倍。已知如果是这样的磁记录盘，到200～400Gbit/inch2为止都不会出现S/N比和热稳定性的问题。
但是，已知当着眼于可以对应大于等于400Gbit/inch2的介质时，只添加SiO2或O等氧化物，很难制作热稳定性和记录特性良好的介质。即，可知例如当使SiO2增加到大于等于6原子％时，出现顽磁力Hc以及垂直磁各向异性的劣化(参照图6)。图6展示了增加SiO2量时的与顽磁力Hc以及SNR的关系。根据图6，随着SiO2量增加，Hc变小。可以认为由于顽磁力Hc的减少，引起热稳定性的劣化和DC噪声的增大。另一方面，本发明者们发现当增加SiO2量时，SNR(SN Ratio：以下也称为SN)因微细化而变好(参照图6)。再者，图6的表示SNR的纵轴，决定适当的基准值，然后将与该值的差分分度。根据图6的SiO2和SN的关系，已知如果添加大于等于6原子％的SiO2量，SN迅速变好。因此，期望确保热稳定性并且SN变好的添加了大于等于6原子％的SiO2的介质。
对于上述要求，也可以考虑增加磁记录层中的Pt量从而使各向异性增加的方法，但已知随着各向异性的增加，出现了不能进行充分的记录的新的问题。特别是在大于等于100Gbit/inch2的记录密度区域中，随着其窄磁道化，磁头自身所具有的记录能力显著降低，因此必须有在磁记录层侧提高记录能力的改善，这成为新的问题。
发明内容
本发明是解决这些以往以及新的问题的，本发明的目的在于提供可以通过不引起DC噪声的增大、热稳定性的劣化、记录能力的劣化而提高高密度记录时的S/N比的方式有助于高记录密度化的垂直磁记录盘以及其制造方法。
本发明为了解决所述问题，具有以下的构成。
(构成1)一种垂直磁记录盘，它是用于垂直磁记录的磁盘，其特征在于具有：基板；形成在该基板上的、具有颗粒结构的、含有氧化物或硅(Si)或硅(Si)的氧化物的铁磁性层；和在该铁磁性层上的、含有钴(Co)或Co合金的第1层和含有钯(Pd)或铂(Pt)的第2层的层叠层。
(构成2)如构成1所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层具有以钴(Co)为主体的晶粒，和以氧化物或硅(Si)或硅(Si)氧化物为主体的晶粒边界部分。
(构成3)如构成1或2所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层中的硅(Si)的含量大于等于6原子％。
(构成4)如构成1或2所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层中的硅(Si)的含量是8原子％～15原子％。
(构成5)如构成1至4的任意一项所述的垂直磁记录盘，其特征在于，在所述铁磁性层和所述层叠层之间具有衬垫层。
(构成6)一种垂直磁记录盘的制造方法，它是在基板上至少具备磁记录层并用于垂直磁记录的磁盘的制造方法，其特征在于：在基板上形成由铁磁性层和层叠层构成的磁记录层的工序中，在氩气环境中通过溅射在基板上形成所述铁磁性层后，在氩气环境中在比形成所述铁磁性层时的气压低的气压下通过溅射形成所述层叠层，其中，所述铁磁性层具有在含有钴(Co)的晶粒之间含有硅(Si)或硅(Si)的氧化物的颗粒结构，所述层叠层是含有Co或Co合金的第1层和含有钯(Pd)或铂(Pt)的第2层的层叠层。
如构成1，在本发明的垂直磁记录盘中，磁记录层至少具有形成在基板上的颗粒结构的含有氧化物或硅(Si)或硅(Si)的氧化物的铁磁性层、和在该铁磁性层上的含有Co或Co合金的第1层和含有Pd或Pt的第2层的层叠层。
作为构成所述铁磁性层的Co类磁性材料，最好是CoPt类或CoPtCr类磁性材料。CoPt类或CoPtCr类磁性材料，由于顽磁力Hc较高，并且可以将磁翻转生成磁场Hn设为小于零的较小的值，因此可以提高相对于热波动的耐受性，可以得到较高的S/N比，因此较合适。通过在CoPt类或CoPtCr类磁性材料中含有硅(Si)等元素或氧化物，可以使Si等或氧化物向磁性晶粒的晶粒边界部分偏析，因此可以减少磁性晶粒之间的交换相互作用，从而降低介质噪声，同时可以提高高记录密度时的S/N比。再者，不仅可以将Si作为单体添加到CoPt类或CoPtCr类磁性材料中，还可以作为氧化物或SiO2等Si的氧化物添加。当作为SiO2等Si的氧化物添加时，Si的氧化物偏析，可以减少磁记录层的晶粒之间的磁力相互作用，从而降低介质噪声，同时可以提高高记录密度时的S/N比。
另外，当在CoPt类或CoPtCr类磁性材料中添加Si或Si的氧化物时，可以将晶粒直径微细化。可是，如果Si或Si的氧化物的添加量较多，就会出现晶粒变得过小，从而热波动变大的问题，因此一直以来例如将Si的氧化物的添加量控制在小于等于5原子％。因此，高记录密度化自身也有界限。与此相对，在本发明中，即便增加Si或Si的氧化物的添加量，也可以通过含有氧化物或硅(Si)或硅(Si)的氧化物的铁磁性层，和在该铁磁性层上含有Co或Co合金的第1层和含有Pd或Pt的第2层的层叠层，来防止热稳定性的劣化，因此可以不引起热稳定性的劣化而有助于高记录密度化。
如构成2，在本发明中，铁磁性层具有以Co为主体的晶粒、和以氧化物或硅(Si)或硅(Si)氧化物为主体的晶粒边界部分。可以以磁屏蔽被微细化的晶粒之间。
如构成3、4，所述铁磁性层中的硅(Si)的含量大于等于6原子％，最好是8原子％～15原子％。如果铁磁性层中的硅(Si)的含量大于等于6原子％，SN迅速提高，但基于以下的理由，最好是8原子％～15原子％。如果含量少于8原子％，降低介质噪声的效果较小，并且不能充分地提高高记录密度时的S/N比。另外如果含量多于15原子％，开始引起垂直磁各向异性的劣化，随之引起高记录密度时的热稳定性的劣化和DC噪声的增大。基于同样的理由，特别好的是10～15原子％，更好的是12～15原子％。在本发明中，所述铁磁性层是在含有Co的磁性晶粒之间含有Si或其氧化物的颗粒结构。另外，该铁磁性层的膜厚最好小于等于20nm。更好一点是8～16nm的范围。
所述层叠层与所述铁磁性层邻接，或者经由衬垫层与铁磁性层磁耦合，同时具有使相互的层的易磁化轴方向沿着大致同一方向对齐的功能。该层叠层在层内晶粒磁耦合在一起。所述层叠层相对于由Co类磁性材料构成的铁磁性层，具体地说，适合于由钴(Co)或其合金和钯(Pd)的交替层叠膜，或者，钴(Co)或其合金和铂(Pt)的交替层叠膜构成。由于由这种材料构成的交替层叠膜其磁力的Ku较大，因此可以将形成在该层叠层上的磁畴壁宽度变薄。其膜厚最好是1～8nm。更好一点的是2～5nm。再者，层叠层的材料除了所述多层膜之外，采用Pt含量较多的CoCrPt或CoPt、CoPd、FePt、CoPt3、CoPd3也可以得到同样的效果。
另外，在为了发挥由交换结合实现的较好的垂直磁记录特性，而增加所述铁磁性层的膜厚时，在增加所述层叠层的膜厚，并且减少所述铁磁性层的膜厚时，必须减少所述层叠层的模式，并将两层设定为适当的膜厚比。如果将所述铁磁性层的膜厚设为A，将所述交换能量的控制层的膜厚设为B，A/B(B分之A)最好是2～5的范围。更好一点的是3～4。另外，如构成5所述，最好在所述铁磁性层和所述层叠层之间具有衬垫层。通过设置衬垫层，可以很好地控制所述铁磁性层和所述层叠层之间的交换结合。作为衬垫层，例如，可以根据层叠层而适当采用Pd层或Pt层。当在层叠层上使用Pd层时，衬垫层也采用Pd层。这是由于制造装置的制约，使用相同的组成在经济方面较理想。衬垫层的膜厚最好小于等于2nm，更好一点的是0.5～1.5nm的范围。
再者，所述铁磁性层和层叠层邻接，或者经由所述衬垫层配置，但从HDI(磁头-磁盘接口)的观点来看，最好将层叠层配置在从基板看时在铁磁性层的上方。另外，所述铁磁性层不限于单层，也可以由多层构成。这时，可以将含有Si或Si的氧化物的Co类磁性层之间组合在一起，也可以将含有Si或Si的氧化物的Co类磁性层和不含有Si或Si的氧化物的Co类磁性层组合在一起。再者，最好在与层叠层邻接的一侧配置含有Si或Si的氧化物的Co类磁性层。作为本发明的垂直磁记录层的形成方法，最好用溅射法成膜。特别是如果用DC磁控溅射法形成，便可以实现均匀的成膜，因此较理想。
如构成6所述，当在基板上形成由所述铁磁性层和所述层叠层构成的垂直磁记录层时，最好在氩气环境中在基板上将所述铁磁性层溅射成膜后，在氩气环境中，在比所述铁磁性层成膜时的气压低的气压下将所述层叠层溅射成膜。所述铁磁性层必须用较高的气压成膜。理由是为了降低介质噪声而缩小所述铁磁性层的磁粒子尺寸，并且在含有Co的磁性晶粒之间使Si或Si的氧化物以均匀的厚度向晶粒边界偏析。与此相对，所述层叠层必须在较低的气压下成膜。理由是如果没有邻接的铁磁性层，为了以磁畴壁自由移动的方式用来自于任何方向的铁磁性层的磁粒子的敲击力固定磁畴壁(磁化转移点)，必须使所述层叠层在磁方面均匀，因此最好在较低的气压下成膜。这时，例如最好在气压为1～10mTorr的范围将层叠层溅射成膜。再者，最好在大于等于30mTorr的气压下将所述铁磁性层溅射成膜。
本发明的垂直磁记录盘，在基板上至少具备所述的垂直磁记录层，除此之外最好设置各种功能层。在本发明中，也可以在基板上设置用于适当调整垂直磁记录层的磁路的软磁性层。在本发明中，软磁性层只要由显示软磁特性的磁性体形成就可以，没有特别的限定，但例如以顽磁力(Hc)是0.01～80奥斯特，更好一点的是0.01～50奥斯特的磁特性。另外，最好是饱和磁通密度(Bs)为500emu/cc～1920emu/cc的磁特性。作为软磁性层的材料，可以列举Fe类、Co类等。例如，可以采用FeTaC类合金、FeTaN类合金、FeNi类合金、FeCoB类合金、FeCo类合金等Fe类软磁性材料，CoTaZr类合金、CoNbZr类合金等Co类软磁性材料，或者FeCo类合金软磁性材料等。
在本发明中，软磁性层的膜厚是30nm～1000nm，最好是50nm～200nm。如果小于30nm，就有可能很难在磁头-垂直磁记录层-软磁性层之间形成较好的磁路，如果超过1000nm，有可能表面粗糙度增加。另外，如果超过1000nm，有可能很难进行溅射成膜。在本发明中，最好在基板上设置用于使垂直磁记录层的结晶取向相对于基板面沿着垂直方向取向的非磁性基础层。作为非磁性基础层的材料，最好是Ti类合金。如果是Ti类合金，以使具备hcp结晶结构的CoPt类垂直磁记录层的晶轴(c轴)沿着垂直方向取向的方式进行控制的作用较高，较理想。作为由Ti类合金构成的非磁性基础层，除了Ti之外，还可以列举TiCr类合金、TiCo类合金等。这种非磁性基础层的膜厚最好是2nm～30nm。如果基础层的膜厚小于2nm，控制垂直磁记录层的晶轴的作用不充分，另外如果超过30nm，构成垂直磁记录层的磁性晶粒的尺寸增大，并使噪声增大，因此不理想。
在本发明中，在为了进行软磁性层的磁域控制而需要磁场中退火时，基板最好是玻璃。由于玻璃基板耐热性好，因此可以提高基板的加热温度。作为基板用玻璃，可以列举硅酸铝玻璃、硼硅酸铝玻璃、碱石灰玻璃，其中硅酸铝玻璃较合适。另外，也可以采用非结晶玻璃、结晶玻璃。当将软磁性层设为非结晶时，最好将基板设为非结晶玻璃。再者，如果采用化学强化玻璃，刚性较高，较理想。在本发明中，最好基板主表面的表面粗糙度为Rmax小于等于6nm，Ra小于等于0.6nm。通过制成这种平滑表面，可以使垂直磁记录层-软磁性层之间的间隙恒定，因此可以在磁头-垂直磁记录层-软磁性层之间形成合适的磁路。
在本发明中，最好在基板和软磁性层之间形成附着层。通过形成附着层，可以提高基板和软磁性层之间的附着性，因此可以防止软磁性层的剥离。作为附着层的材料，例如可以采用含有Ti的材料。从实用的观点来看，附着层的膜厚最好是1nm～50nm。对于本发明的垂直磁记录盘，最好在所述垂直磁记录层之上设置保护层。通过设置保护层，可以从在磁盘上悬浮飞转的磁记录头之下保护磁盘表面。作为保护层的材料，例如碳类保护层较适合。另外，保护层的膜厚最好是3nm～7nm左右。
另外，最好在所述保护层上再设置润滑层。通过设置润滑层，可以抑制磁头和磁盘之间的磨损，可以提高磁盘的耐久性。作为润滑层的材料，例如最好是PFPE(全氟聚醚)。另外，润滑层的膜厚最好是0.5nm～1.5nm左右。再者，对于所述软磁性层、基础层、附着层和保护层，最好用溅射法成膜。特别是如果用DC磁控溅射法形成，可以进行均匀的成膜，因此较理想。也可以采用轴向式成膜方法。另外，所述润滑层最好采用例如浸涂法形成。
发明的效果
根据本发明，可以提供可以通过不引起DC噪声的增大、热稳定性的劣化、记录能力的劣化而提高高密度记录时的S/N比的方式有助于高记录密度化的垂直磁记录盘以及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的垂直磁记录盘的剖面示意图。
图2是展示MH曲线的磁翻转核生成磁场(Hn)和饱和磁场(Hs)的图。
图3是实施例以及比较例的MH曲线图。
图4是展示经过时间和刚记录之后的相对于再生输出的比的关系的图。
图5是描绘比较例的磁盘和本发明的磁盘的局部磁滞回线和磁滞曲线的图。
图6是展示增加SiO2量时的与顽磁力Hc以及SNR的关系的图。
标号说明
1 玻璃基板 2 附着层
3 软磁性层 4a 第1基础层
4b 第2基础层 5 铁磁性层
6 衬垫层 7 层叠层
8 碳类保护层 9 润滑层
10 垂直磁记录盘
具体实施方式
在图1中展示了本发明的垂直磁记录盘的一个实施方式。根据图1，本发明的垂直磁记录盘10的一个实施方式，是在玻璃基板1上按顺序具备附着层2、软磁性层3、第1基础层4a、第2基础层4b、铁磁性层5、衬垫层6、层叠层7、碳类保护层8、以及润滑层9的构成。以下，列举实施例、比较例详细地说明本发明。
(实施例1)
用直接冲压将非结晶性的硅酸铝玻璃成型为圆盘状，制成玻璃盘。按顺序在该玻璃盘上实施磨削、研磨、化学强化，得到由化学强化玻璃盘构成的平滑的非磁性玻璃基板1。盘直径是65mm。当用AFM(原子显微镜)测定该玻璃基板1的主表面的表面粗糙度时，是Rmax为4.8nm，Ra为0.42nm的平滑的表面形状。再者，Rmax以及Ra以日本工业规格(JIS)为基准。其次，用进行抽真空的成膜装置，用DC磁控溅射法，在Ar环境中，将附着层2、软磁性层3顺次在得到的玻璃基板1上成膜。这时，附着层2以成为膜厚20nm的Ti层的方式用Ti靶成膜。另外，软磁性层3以成为膜厚200nm的非结晶性CoTaZr(Co：88at％、Ta：7.0at％、Zr：4.9at％)层的方式用CoTaZr靶成膜。
从成膜装置取出这样结束了到软磁性层3为止的成膜的垂直磁记录盘用基板。当同样用AFM测定得到的结束了到软磁性层3为止的成膜的垂直磁记录盘用基板的表面粗糙度时，是Rmax为5.1nm、Ra为0.48nm的平滑的表面形状。进而，当用VSM(Vibrating SampleMagnetometer：振动试样型磁化测定装置)测定所述基板的磁力特性时，顽磁力(Hc)是2奥斯特，饱和磁通密度是810emu/cc，显示了较好的软磁性特性。由于在具有Rmax小于等于5.5nm，以及/或Ra小于等于0.5nm的平滑的表面形状的软磁性层3上形成有基础层、垂直磁记录层，因此有利于噪声的降低。其次，用进行抽真空的片·静止对置型成膜装置，用DC磁控溅射法，在Ar环境中，将第1基础层4a、第2基础层4b、铁磁性层5、衬垫层6、层叠层7、以及碳类保护层8顺次在得到的所述基板上成膜。
在结束了到软磁性层3为止的成膜的所述基板上，首先形成由非结晶性的NiTa(Ni：45at％、Ta：55at％)构成的10nm厚的第1基础层4a，和由Ru构成的30nm厚的第2基础层4b。再者，在此也可以将由Ru构成的层设为2层。即，在形成上层侧Ru时，用比形成下层侧Ru时的Ar气的气压高的气压形成，可以改善结晶取向性。
其次，用由含有SiO2的CoCrPt构成的硬磁性体的靶，形成由15nm的hcp结晶结构构成的铁磁性层5。用于形成该铁磁性层5的靶的组成是Co：62at％、Cr：10at％、Pt：16at％、SiO2：12at％。再者，铁磁性层5以气压30mTorr成膜。接着，形成由Pd构成的0.9nm厚的衬垫层6。进而，形成由CoB和Pd的交替层叠膜构成的层叠层7。首先，将CoB成膜为0.3nm，并在其上将Pd成膜为0.9nm。因而，该层叠层6的总厚是1.2nm。再者，层叠层7在比所述铁磁性层5成膜时的气压低的气压10mTorr下成膜。
其次，通过用在Ar中含有18体积％的氢的混合气体溅射碳靶，形成由氢化碳构成的碳类保护层8。碳类保护层8的膜厚是4.5nm。通过设为氢化碳，膜硬度提高，因此可以相对于来自于磁头的冲击防护垂直磁记录层。之后，用浸涂法形成由PFPE(全氟聚醚)构成的润滑层9。润滑层9的膜厚是1nm。
通过以上的制造工序，得到本实施例的垂直磁记录盘。当同样用AFM测定得到的垂直磁记录盘的表面粗糙度时，是Rmax为4.53nm、Ra为0.40nm的平滑的表面形状。通过形成衬垫层6和层叠层7，改善了表面粗糙度Rmax、Ra。通过增加层叠层7的CoB和Pd的周期，可以进一步改善该粗糙度。由此，还具有改善下滑(Glide)特性、悬浮特性，可以缩小保护膜厚的新的效果。
当用X线衍射法分析得到的垂直磁记录盘的垂直磁记录层(将铁磁性层5、衬垫层6和层叠层7合起来称为垂直磁记录层。以下相同)的取向性时，hcp(密排六方)结晶结构的c轴相对于盘面沿着垂直方向取向。另外，当利用透射型电子显微镜(TEM)详细地分析得到的垂直磁记录盘的铁磁性层5时，得知具备颗粒结构。具体地说，确认了在含有Co的hcp结晶结构的晶粒之间，形成有由Si的氧化物构成的晶粒边界部分。从该分析可知由约6nm的磁粒子与约2nm的非磁性体构成的边界区域形成。另一方面，当用TEM详细地分析作为成颗粒结构的铁磁性层5之上的层的层叠层7时，得知没有成为颗粒结构。这表示层叠层7由磁力连续接近的结构形成。即，表示颗粒结构的铁磁性层5的磁性粒子经由层叠层7被磁耦合在一起。由此可以认为提高了热稳定性。
(实施例2)
除了将实施例1的层叠层7设为CoB和Pd的2周期的交替层叠膜以外，与实施例1同样地得到垂直磁记录盘(实施例2)。本实施例的垂直磁记录盘的层叠层7的总厚为2.4nm。当用X线衍射法分析得到的垂直磁记录盘的垂直磁记录层的取向性时，与实施例1同样，hcp(密排六方)结晶结构的c轴相对于盘面沿着垂直方向取向。另外，当利用透射型电子显微镜(TEM)详细地分析得到的垂直磁记录盘的铁磁性层5时，与实施例1同样地具备颗粒结构。具体地说，确认了在含有Co的hcp结晶结构的晶粒之间，形成了由Si的氧化物构成的晶粒边界部分。
(实施例3)
除了将实施例1的层叠层7设为CoB和Pd的5周期的交替层叠膜以外，与实施例1同样地得到垂直磁记录盘(实施例3)。本实施例的垂直磁记录盘的层叠层7的总厚是6.0nm。当用X衍射法分析得到的垂直磁记录盘的垂直磁记录层的取向性时，与实施例1同样地，hcp(密排六方)结晶结构的c轴相对于盘面沿着垂直方向取向。另外，当用透射型电子显微镜(TEM)详细地分析得到的垂直磁记录盘的铁磁性层5时，与实施例1同样地具备颗粒结构。具体地说，确认了在含有Co的hcp结晶结构的晶粒之间，形成了由Si的氧化物构成的晶粒边界部分。
(比较例1)
在实施例1中，用由含有SiO2的CoCrPt构成的硬磁性体的靶(Co：62at％、Cr：10at％、Pt：16at％、SiO2：12at％)，以15nm厚形成铁磁性层5。另外，在该铁磁性层5上，不形成衬垫层6以及层叠层7，而形成碳类保护层8以及润滑层9。除了这一点之外，与实施例1同样地得到垂直磁记录盘。当用AFM测定得到的垂直磁记录盘的表面粗糙度时，是Rmax为6.26nm、Ra为0.48nm的表面形状。这与所述形成了衬垫层6以及层叠层7的垂直磁记录盘相比，是较粗的表面。进而，当用X线衍射法分析得到的垂直磁记录盘的铁磁性层5的取向性时，hcp(密排六方)结晶结构的c轴相对于盘面沿着垂直方向取向。另外，当利用透射型电子显微镜(TEM)详细地分析得到的垂直磁记录盘的铁磁性层5时，具备颗粒结构。具体地说，确认了在含有Co的hcp结晶结构的晶粒之间，形成了由Si的氧化物构成的晶粒边界部分。
(比较例2)
在实施例1中，用由CoCrPt构成的硬磁性体的靶(Co：70at％、Cr：18at％、Pt：12at％)，以15nm厚形成铁磁性层5。除了这一点以外，与实施例1同样地得到垂直磁记录盘。当用X线衍射法分析得到的垂直磁记录盘的垂直磁记录层的取向性时，得知hcp(密排六方)结晶结构的c轴相对于盘面沿着垂直方向取向。
用VSM和极环型仿型机(極カ一ル一プトレ一サ一)评价了得到的实施例以及比较例的垂直磁记录盘的静磁特性。图3是展示用VSM测定的MH曲线的图，通过增加多层膜(CoB/Pd)n的n改变层叠层的膜厚。因而，n＝1(实施例1)，n＝2(实施例2)，n＝5(实施例3)，n＝0(比较例1)。再者，图2展示了MH曲线的磁翻转核生成磁场(Hn)和饱和磁场(Hs)。即，磁翻转核生成磁场(Hn)是将表示饱和磁化的线的切线和倾斜的线的切线相交的点落到横轴上时的数值。另外，饱和磁场(Hs)是将磁滞曲线相交的点落到横轴上时的数值。
根据图3，可知通过层叠层的膜厚增加，磁翻转核生成磁场(Hn)增加，饱和磁场(Hs)减少。这表示通过将垂直磁记录层设为铁磁性层5、衬垫层6、以及层叠层7的层叠结构，热稳定性提高，同时变得容易记录。再者，在n＝5中，Hn减少可以认为是Hc的减少的影响。另外，下面的表1是汇总展示各实施例以及比较例的垂直磁记录盘的静磁特性、电磁变换特性的评价结果。再者，在表1中，选取在将外部磁场从正的饱和磁场向负方向施加时出现的Hn的数值(负的值)的绝对值。
(表1)
| 表1 | Hc(Oe) | Mr/Ms | Hn(Oe) | O/W(dB) | S/N(Dc)(dB) | S/N(MF)(dB) |
| 实施例1 | 3900 | 1.000 | 200 | 29.5 | 26.0 | 22.0 |
| 实施例2 | 4010 | 1.000 | 1740 | 34.6 | 28.1 | 22.2 |
| 实施例3 | 3780 | 1.000 | 1600 | 49.3 | 32.0 | 23.5 |
| 比较例1 | 2900 | 1.000 | 500 | 28.0 | 25.0 | 15.0 |
| 比较例2 | 3882 | 0.989 | 100 | 27.4 | 24.2 | 21.5 |
根据表1，可知用极环型仿型机测定的磁翻转核生成磁场(Hn)，根据本发明的实施例的垂直磁记录盘，与比较例2那样的虽然将垂直磁记录层设为铁磁性层5、衬垫层6以及层叠层7的层叠结构，但在磁记录层中不含有Si或Si的氧化物的专利文献2展示的以往型的垂直磁记录盘相比，约从100奥斯特(Oe)变大到1600奥斯特(Oe)。另外，当测定电磁变换特性时，与比较例1以及2相比，改写特性(O/W)在实施例1中改善到1.5～2.1dB，在实施例2中改善到6.6～7.2dB，在实施例3中改善到21.3～21.9dB，改善都很大。另外，与比较例1以及2相比，S/N(DC)在实施例1中改善到1.0～1.8dB，在实施例2中改善到3.1～3.9dB，在实施例3中改善到7.0～7.8dB，改善都很大。另外，与比较例2相比，S/N(MF)在实施例1中改善0.5dB，在实施例2中改善0.7dB，在实施例3中改善2.0dB，与比较例1相比，在实施例1中改善7.0dB，在实施例2中改善7.2dB，在实施例3中改善8.5dB。进而，用可以达成100Gbit/inch2的记录密度的条件进行出错率测定的结果，可以得到约1～2位的提高。该值表示根据本发明，与比较例1以及2那样的以往型的介质相比，可以达成约2～3倍的记录密度。
再者，按照以下的方式测定了电磁变换特性。
用R/W测定器(DECO)、和记录侧具备SPT元件再生侧具备GMR元件的垂直磁记录方式用磁头进行测定。这时，磁头的悬浮量是10nm。
S/N(DC)、S/N(MF)以及改写特性(O/W)的测定方法如下。
将最高记录密度(1F)设为960kfci，S/N比进行S/N(DC)与S/N(MF)的测定。S/N(DC)，以24F记录密度(40kfci)在垂直磁记录介质上进行载波信号记录之后，用光谱测定器观测并算出从DC频率区域到1F的1.2倍的频率区域的介质噪声。另外，S/N(MF)，在以2F记录密度(480kfci)在垂直磁记录介质上进行载波信号记录之后，用光谱测定器观测并算出从DC频率区域到1F的1.2倍的频率区域的介质噪声。进而，改写特性，在以24F(40kfci)记录密度在垂直磁记录介质上进行载波信号记录之后，用1F记录密度(960kfci)覆盖载波，测定并求出原来的24F(40dfci)记录密度的载波再生输出，和1F覆盖后的12F载波的残存再生输出。
其次，展示关于实施例3(作为层叠层7，设为CoB和Pd的5周期的交替层叠膜的介质)和比较例1(没有衬垫层6以及层叠层7的介质)的就热稳定性的评价。热稳定性的评价，通过在磁盘上记录信号，并在经过规定的时间后确认再生输出的方式进行。由此，通过测定因时间经过而出现的信号的消失率，评价热稳定性。
图4是展示经过时间和刚记录之后的相对于再生输出的比的关系的图。用口描画的是本发明的实施例3的结果，用●描画的是比较例1的结果。如图4所示，可知在作为没有衬垫层6以及层叠层7的介质的比较例1的磁盘中，随着时间经过，再生输出减弱。另一方面，可知在本发明的实施例3的磁盘中，基本没有减弱，热稳定性良好。
其次，如上述，为了研究SN变好的原因，进行ΔHc的测定。ΔHc是局部磁滞回线上的饱和磁化Ms的一半的位置上的H的值、和磁滞曲线上的饱和磁化Ms的一半的位置上的H的值的差。将用Hc规格化的作为评价磁粒子的顽磁分散的指标来使用。通过采用ΔHc/Hc的值，便可以评价假想的粒子的均一性和磁力的均一性。在此，所谓的局部磁滞回线表示通过在饱和之前将磁场设为零的方式描画局部磁滞回线的曲线。在图5(a)以及该图(b)中，从多次重复描画的曲线之中选取平均的线。
图5(a)以及该图(b)分别是描画比较例1的磁盘和本发明的实施例3的磁盘的局部磁滞回线和磁滞曲线的图。当就该图(a)所示的比较例1看ΔHc/Hc时，是0.26。另一方面，关于该图(b)所示的实施例3的ΔHc/Hc小到0.15，可知通过形成衬垫层6以及层叠层7，可以缩小磁粒子的顽磁分散。可以认为由此SN变好。
Claims (7)
1.一种垂直磁记录盘，它是用于垂直磁记录的磁盘，其特征在于具有：
基板；
形成在该基板上的、具有颗粒结构的、并含有硅(Si)或硅(Si)的氧化物的铁磁性层；和
在该铁磁性层上的、含有钴(Co)或Co合金的第1层和含有钯(Pd)或铂(Pt)的第2层的层叠层。
2.如权利要求1所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层具有以钴(Co)为主体的晶粒、和以硅(Si)或硅(Si)氧化物为主体的晶粒边界部分。
3.如权利要求1或2所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层中的硅(Si)的含量大于等于6原子％。
4.如权利要求1或2所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述铁磁性层中的硅(Si)的含量为8原子％～15原子％。
5.如权利要求1或2所述的垂直磁记录盘，其特征在于，在所述铁磁性层和所述层叠层之间具有衬垫层。
6.如权利要求5所述的垂直磁记录盘，其特征在于，所述衬垫层是Pd层或Pt层。
7.一种垂直磁记录盘的制造方法，它是在基板上至少具备磁记录层并用于垂直磁记录的磁盘的制造方法，其特征在于：
在基板上形成由铁磁性层和层叠层构成的所述磁记录层的工序中，在氩气环境中通过溅射在基板上形成所述铁磁性层后，在氩气环境中在比形成所述铁磁性层时的气压低的气压下通过溅射形成所述层叠层，
其中，所述铁磁性层具有在含有钴(Co)的晶粒之间含有硅(Si)或硅(Si)的氧化物的颗粒结构，所述层叠层是含有Co或Co合金的第1层和含有钯(Pd)或铂(Pt)的第2层的层叠层。
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