CN101785052A - 磁记录介质和磁记录再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供兼备磁性晶粒的粒径微细化和高密度化，并且即使减薄中间层～种子层的非磁性层的膜厚也能够保持磁记录层的垂直取向性从而能够进行高密度的信息记录再生的磁记录介质、其制造方法以及磁记录再生装置。所述的磁记录介质是在非磁性基板上至少具有衬里层和取向控制层、磁记录层、保护层的垂直磁记录介质，取向控制层由多层构成，包括从基板侧起的种子层和中间层，作为种子层和中间层的材料，选用中间层材料相对于非晶的种子层材料的接触角在10度～100度的范围的材料。

Description

磁记录介质和磁记录再生装置

技术领域

本发明涉及磁记录介质和使用该磁记录介质的磁记录再生装置。

本申请要求基于在2007年8月31日在日本申请的专利申请2007-226399号的优先权，其内容援引到本申请中。

背景技术

近年来磁盘装置、软性磁盘装置、磁带装置等磁记录装置的应用范围得到显著增大，在其重要性增加的同时，对于这些装置中所使用的磁记录介质，不断谋求其记录密度的显著提高。特别是MR磁头和PRML技术导入以来，面记录密度的上升更为激烈，近年来还导入了GMR磁头、TuMR磁头等，继续以每年30～40％的速度增加。

这样一来，对于磁记录介质，要求今后进一步实现高记录密度化，为此，要求实现磁记录层的高顽磁力化和高信号杂音比(SNR)、高分辨力。迄今广为使用的纵向磁记录方式中，随着线记录密度提高，磁化的迁移区域邻接的记录磁畴之间要减弱相互的磁化的自退磁作用成为支配性的，因此为了避免该现象，需要不断减薄磁记录层，提高形状磁各向异性。

而另一方面，若减薄磁记录层的膜厚，则用于保持磁畴的能垒的大小和热能的大小接近于相同水平，所记录的磁化量由于温度的影响而得到缓和的现象(热摆现象)不能忽视，可以说这决定了线记录密度的限度。

其中，作为用于纵向磁记录方式的线记录密度改良的技术，最近提出了AFC(anti Ferromagnetic Coupling)介质，努力避免在纵向磁记录中成为问题的热磁缓和的问题。

另外，作为今后用于实现更高的面记录密度的有力的技术而受到关注的是垂直磁记录技术。以往的纵向磁记录方式是使介质在面内方向磁化，而垂直磁记录方式其特征是在与介质面垂直的方向进行磁化。由此可避免在纵向磁记录方式中妨碍实现高线记录密度的自退磁作用的影响，可以认为更适合于高密度记录。另外可以认为，由于能够保持一定的磁性层膜厚，因此在纵向磁记录中成为问题的热磁缓和的影响也比较小。

垂直磁记录介质，一般是在非磁性基板上以种子层(晶种层；seedlayer)、中间层、磁记录层、保护层的顺序来成膜的。另外，成膜至保护层之后在表面涂布润滑层的情况较多。另外，很多情况下在种子层之下设有被称为软磁性衬里层的磁性膜。中间层出于更加提高磁记录层的特性的目的而形成。另外可以说种子层在使中间层、磁记录层的结晶取向整齐的同时，起到控制磁性晶体的形状的作用。

为了制造具有优异特性的垂直磁记录介质，重要的是提高磁记录层的结晶取向性和使晶体粒径微细化。即，在垂直磁记录介质中，很多情况下其磁记录层可使用Co合金材料，晶体结构采取六方最密结构。六方最密结构的(002)的晶面相对于基板面平行，换言之，晶体c轴[002]轴在垂直的方向尽可能不混乱地排列是重要的。

为了尽可能不使磁记录层的晶体混乱，作为垂直磁记录介质的中间层，使用了与以往磁记录层同样采取六方最密结构结构的Ru。由于在Ru的(002)晶面上磁记录层的晶体外延生长，因此可以得到结晶取向好的磁记录介质(例如参照专利文献1)。

即，由于通过提高Ru中间层的(002)晶面取向度，也提高了磁记录层的取向，因此为了提高垂直磁记录介质的记录密度，需要进行Ru的(002)的改善。但是，如果在非晶的衬里层上直接成膜出Ru，则为了获得优异的结晶取向性，Ru的膜厚变厚，在进行记录时，非磁性的Ru减弱了作为软磁性材料的衬里层的来自磁头的磁通量牵拉。因此，以往在衬里层和Ru中间层之间，插入面心立方结构的(111)晶面取向的种子层(例如，参照专利文献2)。面心立方结构的种子层即使是5nm左右的薄膜，也可以获得高的结晶取向性，面心立方结构的种子层上的Ru，在比在衬里层上直接成膜的Ru薄的膜厚下可以获得高的结晶取向性。

但是，为了今后进一步提高记录密度，需要进一步增强衬里层的来自磁头的磁通量牵拉。当为了增强磁通量的牵拉而选择饱和磁化：Bs高的材料作为软磁性材料时，软磁性材料的一部分进行微晶化，衬里层的表面的凹凸增大，磁记录层的取向有恶化的倾向。作为增强磁通量的牵拉的另一方法，有时减薄从磁记录层之下的中间层到种子层的非磁性层膜厚，但是以往使用的面心立方结构的种子层如果为比5nm薄的膜厚，则中间层的取向急剧恶化，因此不能将膜厚降低至5nm以下。在这种状况中，为了进一步提高记录密度，要求得到即使是5nm以下的薄膜也能够某种程度地维持中间层和/或磁记录层的取向的种子层。

另外，提高记录密度所需的技术是磁记录层的晶体粒径的微细化。不限于面心立方结构的种子层，对于以往的结晶性种子层而言，由于在一个种子层的晶粒上，一个中间层的Ru晶粒外延生长，因此作为将磁记录层和/或中间层的Ru的晶体粒径微细化的方法之一，可以考虑将种子层的晶体粒径微细化，另外包括种子层和/或中间层的材料、或者它们的成膜方法在内进行了各种研究，但是不能实现在维持中间层和/或磁记录层的结晶取向性的状态下将种子层的晶体粒径微细化。

作为将种子层上的中间层和/或磁记录层的晶体粒径微细化的另一方法，曾报道了：在磁记录层中通常所使用的、使中间层成为由Ru等的晶粒部分和包围该晶粒部分的氧化物等的晶界部分构成的颗粒结构(例如非专利文献1)。根据该方法，如果通过增加氧化物量而使中间层的晶界部分变粗，则相应地晶体粒径的微细化成为可能。如果进而在中间层上成膜出CoCrPt-SiO₂之类的氧化物磁性层，则从中间层至磁记录层颗粒结构连接，可促进磁性晶粒的粒径微细化和/或氧化物的偏析，可期待通过减少噪音来改善记录再生特性。

但是，这种中间层的颗粒结构化，由于不是种子层的粒径微细化，因此每单位面积的晶粒数没有改变。因此，在今后的更高记录密度化中，随着每一比特的面积的减少，一比特内的磁性晶粒数减少，导致信号的减少。另外，由于氧化物晶界的比例增加，因此磁性晶粒的Co被氧化，担心信号进一步减少。为了改善与高记录密度化相对应的记录再生特性，仅仅进行磁性晶粒的粒径微细化是不够的，还需要进行磁性晶粒的高密度化。

另外，在专利文献3中记载了能够制造：通过由从基板侧起的hcp或fcc结构的层、hcp结构的层构成取向调整层，并使其间的Ru接触角为50～120度，由此垂直磁性层的晶体结构特别是六方最密结构的c轴在相对于基板面角度分散极小的状态取向，并且构成垂直磁性层的晶粒的平均粒径极微细的高记录密度特性优异的垂直磁记录介质。但是，为了今后提高记录再生特性，需要得到进而兼备磁性晶粒的晶体粒径微细化和高密度化，并且即使减薄中间层～种子层的非磁性层的膜厚也维持磁记录层的垂直取向性的记录再生特性优异的垂直磁记录介质。希望得到能够解决该问题且容易制造的垂直磁记录介质。

专利文献1：特开2001-6158号公报

专利文献2：特开2005-190517号公报

专利文献3：特开2006-155865号公报

非专利文献1：应用物理杂志(APPLIED PHYSICS LETTERS)vol.89，pp.162504

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供在维持磁记录层的垂直取向性的状态下，兼备磁性晶粒的晶体粒径微细化和高密度化，从而能够进行高密度的信息记录再生的磁记录介质、其制造方法以及磁记录再生装置。

为了达到上述目的，本发明如下所示。

(1)一种磁记录介质，是在非磁性基板上至少具有衬里层、取向控制层、磁记录层、保护层的垂直磁记录介质，其特征在于，取向控制层由两层以上构成，包含从基板侧起的种子层、中间层，种子层为非晶结构，中间层材料相对于种子层材料的接触角在10度～100度的范围内。

(2)根据(1)所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的至少一层采取六方最密结构或面心立方结构，并且其晶粒利用氧化物、氮化物或空隙与周围的晶粒分离着。

(3)根据(1)或(2)所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的至少一层利用采取六方最密结构的晶粒和由选自Al、B、Bi、Ca、Cr、Fe、Hf、Mg、Mo、Nb、Ru、Si、Ta、Ti、W或Zr中的至少一种元素的氧化物形成的晶界形成了颗粒结构。

(4)根据(1)～(3)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层具有在空间群中被分类为体心立方结构的组成，并且在10nm的薄膜区域中是非晶结构。

(5)根据(1)～(4)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层的膜厚为0.5nm～10nm的范围内。

(6)根据(1)～(5)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的平均晶体粒径为1nm～7nm的范围内。

(7)根据(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层是含有Cr和Mn的合金材料，Cr的含有率为30原子％～70原子％的范围内。

(8)根据(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层是含有Cr和Ti的合金材料，Cr的含有率为30原子％～75原子％的范围内。

(9)根据(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层是含有Cr和Fe的合金材料，Cr的含有率为35原子％～65原子％的范围内。

(10)根据(1)～(6)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述种子层是含有Ta的合金材料，Ta的含有率为70原子％以上。

(11)根据(1)～(10)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的至少一层由Ru、Re或其合金材料形成，并具有六方最密结构。

(12)根据(1)～(11)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的至少一层，以具有面心立方结构的元素群中的至少一种为主成分，由其与选自具有体心立方结构的元素群中的元素的合金材料形成，同时具有进行(111)晶面取向的晶体结构和由面心立方结构与体心立方结构的混合所引起的层状不规整晶格(层积缺陷；堆垛层错)。

(13)根据(1)～(12)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述中间层的至少一层，以具有面心立方结构的元素群中的至少一种为主成分，由其与选自具有六方最密结构的元素群中的元素的合金材料形成，同时具有进行(111)晶面取向的晶体结构和由面心立方结构与六方最密结构的混合所引起的层状不规整晶格(层积缺陷)。

(14)根据(1)～(13)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述磁记录层的至少一层采取由铁磁性的晶粒和非磁性的氧化物晶界构成的颗粒结构。

(15)根据(1)～(14)的任一项所述的磁记录介质，其特征在于，构成上述衬里层的软磁性膜为非晶结构。

(16)一种磁记录再生装置，是具有磁记录介质和在该磁记录介质上记录再生信息的磁头的磁记录再生装置，其特征在于，磁记录介质是(1)～(15)的任一项所述的磁记录介质。

根据本发明，能够提供：磁记录层的晶体结构特别是六方最密结构的晶体c轴在相对于基板面角度分散小的状态下进行取向、并且构成磁记录层的晶粒为高密度，并且平均粒径极微细的高记录密度特性优异的垂直磁记录介质。

附图说明

图1是表示本申请发明的垂直磁记录介质的剖面图。

图2是表示本发明的垂直磁记录再生装置的结构的图。

附图标记说明

1非磁性基板

2软磁性衬里层

3取向控制层

4种子层

5第一中间层

6第二中间层

7磁记录层

100磁记录介质

101介质驱动部

102磁头

103磁头驱动部

104记录再生信号系统

具体实施方式

本发明的垂直磁记录介质100如图1所示，是在非磁性基板1上至少具有软磁性衬里层2、构成控制紧上方的膜的取向性的取向控制层3的种子层4和第一中间层5、第二中间层6、易磁化轴(晶体c轴)相对于基板主要垂直地取向的磁记录层7、保护层的垂直磁记录介质，取向控制层由多层构成。另外，这些取向控制层在可期待今后进一步提高记录密度的ECC介质、离散磁道介质、图案介质之类的新的垂直记录介质中也可应用。

作为在本发明的磁记录介质中使用的非磁性基板，可以使用以Al为主成分的例如Al-Mg合金等的Al合金基板、由通常的钠玻璃(soda glass)、铝硅酸盐系玻璃、非晶玻璃类、硅、钛、陶瓷、蓝宝石、石英、各种树脂形成的基板等，只要是非磁性基板就可以使用任意的基板。其中，使用Al合金基板、和结晶化玻璃、非晶玻璃等的玻璃制基板的情况较多。在玻璃基板的情况下，优选镜面抛光基板、如

那样的低Ra基板等。如果为轻度，则也可以带有纹理(texture)。

在磁盘的制造工序中，首先通常进行基板的洗涤和干燥，在本发明中，从确保各层的粘附性的观点考虑，也优选在其形成前进行洗涤、干燥。关于洗涤，不仅包括水洗涤，还包括通过腐蚀(反溅射)进行的洗涤。另外，基板尺寸也没有特别的限定。

接着对垂直磁记录介质的各层进行说明。

软磁性衬里层被设置于较多的垂直磁记录介质中。在向介质记录信号时，起着引导来自磁头的记录磁场，并对磁记录层高效率地施加记录磁场的垂直成分的作用。作为材料，只要是FeCo系合金、CoZrNb系合金、CoTaZr系合金等所谓的具有软磁性特性的材料就可以使用。软磁性衬里层特别优选为非晶结构。这是因为通过使其为非晶结构，可防止表面粗糙度(Ra)增大，并降低磁头的浮起量，能够进一步高记录密度化的缘故。另外，不仅这些软磁性层单层的场合，在两层之间夹入Ru等的极薄的非磁性薄膜，在软磁性层间具有AFC的层也被较多地使用。衬里层的总膜厚为20nm～120nm左右，但可根据记录再生特性与写入(OW；over write)特性的平衡来适当确定。

在本发明中，在软磁性衬里层之上设置控制紧上方的膜的取向性的取向控制层。取向控制层由多个层构成，从基板侧起依次称为种子层、中间层。

在本发明中，通过考虑中间层材料对于非晶的种子层的润湿性，来实现中间层的平均晶体粒径为7nm以下的微细化。在此，所谓平均晶体粒径，是用在通过例如透过型电子显微镜(TEM)等观察膜的晶体形状时，统计性地处理明了地分离而观察到的晶体的直径，从而求出的平均的直径值来进行评价的。另外，为了在非晶的种子层上中间层晶体维持微细的晶体粒径而生长，优选：种子层上的中间层的润湿性不太好。作为评价润湿性的指标，一般为接触角。所谓接触角，是由在将熔融了的中间层材料滴加到种子层所使用的材料的固体上时所形成的对于固体面的切线角度进行评价的量，润湿性差表示接触角大的状态。即，如果使用中间层材料相对于种子层材料的润湿性差的材料，则中间层沉积到种子层上时，容易形成微细的晶粒。尤其是在本发明中，优选是接触角处在10度～100度的范围内的种子层和中间层材料的组合。另外，作为构成种子层的材料，优选使用熔点为800℃以上的材料。

在本发明中规定的接触角(θ)可以使用数据手册(data book)等中记载的值，但可以由以下的式子算出。

θ＝arc cos{(γ_S ^X-γ_SL ^X-Y)/γ_L ^Y}

其中，γ_S ^X表示种子层材料的表面自由能，γ_L ^Y表示中间层材料的表面自由能，γ_SL ^X-Y表示种子层材料和中间层材料之间的界面能。

在本发明中，作为非晶种子层的材料选择的指针，除了中间层材料的润湿性以外，中间层晶体的取向性对种子层膜厚的依赖性也很重要。已知在非晶种子层材料的情况下，通过加厚种子层的膜厚，种子层的表面凹凸变小，中间层晶体的取向性改善。但是，为了提高记录再生特性，需要在记录时尽可能将来自磁头的磁通量导入磁记录层中，如果非磁性的种子层的膜厚加厚，则磁记录层和作为软磁性材料的衬里层的距离拉开，磁通量的导入减弱。因此作为本发明的非晶层，优选在5nm以下的低膜厚下也能够维持中间层的结晶取向性。具体地讲，优选：已知是具有在空间群中被分类为体心立方结构的组成，并且在10nm左右的薄膜区域为非晶材料的Cr-Ti、Cr-Mn、Cr-Fe合金、Ta合金。

作为本发明的中间层，不仅具有六方最密结构的Ru、Re或其合金材料，即使对于同时具有进行(111)结晶取向的晶体结构、和由面心立方结构与体心立方结构、或面心立方结构与六方最密结构的混合而引起的层状不规整晶格(层积缺陷)的合金材料，也形成微细的晶粒。

在中间层之上层叠的磁记录层的结晶取向性可由中间层的结晶取向性大致确定，因此该中间层的取向控制在垂直磁记录介质的制造上是极为重要的。在中间层材料相对于种子层材料的润湿性不太好时，为了提高中间层的结晶取向，优选在中间层的初期生长部成膜时的气压低。但是，种子层晶体上的多个的中间层晶体，如果在低气压成膜的状态下继续膜生长，则在膜生长的途中，引起晶粒彼此的合体。在合体了的中间层晶体上，磁记录层晶体由于1个晶体外延生长，因此晶体粒径会增大至合体了的中间层晶体粒径的程度。

因此，在本发明中，将中间层从基板侧开始依次设为第一中间层、第二中间层，至少设置两层的中间层。本发明的第一中间层，为了提高中间层的结晶取向性，设为低气压成膜，优选在1(Pa)以下。另外，为了结晶取向性的提高和抑制晶粒彼此合体，第一中间层的膜厚优选为1nm～15nm，更优选为5nm～10nm。

本发明的第二中间层由于在其上成膜的磁记录层外延生长，因此采取六方最密结构或面心立方结构。另外，由于通过高气压成膜，在晶粒间产生空隙，从而抑制晶粒彼此合体，因此成膜气压优选在1.5Pa以上，更优选在3Pa以上。另外，在将晶粒的周围由氧化物和/或氮化物的晶界包围的场合，不仅可以抑制晶粒彼此合体，通过使晶界宽度增厚，还可以使晶粒微细化。在本发明中，通过抑制中间层的晶粒彼此的合体，在1个中间层晶粒上，1个磁记录层晶粒进行外延生长，从而兼备磁记录层的结晶高密度化和粒径微细化。

在本发明中，第二中间层也可以为Ru、Re或它们的合金的薄膜的叠层体，中间层的至少一层优选进行着六方最密结构的(002)晶面取向。在垂直磁记录介质中，较多情况下，该磁记录层的晶体结构采取六方最密结构，但其(002)晶面相对于基板面平行，换言之，晶体c轴[002]轴尽可能在垂直的方向不混乱而排列是重要的。作为其评价方法，可以使用摇摆曲线(rocking curve)的半值宽。首先，将在基板上成膜出的膜置于X射线衍射装置中，分析相对于基板面平行的晶面。试样中含有如上述中间层和/或磁记录层那样采取六方最密结构的膜时，可观测到与该晶面对应的衍射峰。使用了Co系合金的垂直磁记录介质的情况下，六方最密结构的c轴[002]方向进行与基板面垂直的取向，因此将观测到与(002)面对应的峰。接着，在维持衍射该(002)面的布拉格角的状态下使光学系统相对于基板面摇摆。此时，相对于将光学系统倾斜的角度绘制(002)面的衍射强度时，可以描绘一个折射峰。将其称为摇摆曲线。此时，(002)晶面相对于基板面极好地平行一致的场合，可以得到锐利的形状的摇摆曲线，但相反地，(002)晶面的方向较宽地分散时，可以得到宽的曲线。于是，将摇摆曲线的半值宽Δθ50作为垂直磁记录介质的结晶取向良否的指标使用的情况较多。

根据本发明，可以容易地制作该Δθ50小的垂直磁记录介质。

磁记录层按照字面意思是实际进行信号记录的层。作为材料，CoCr、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtB-X、CoCrPtB-X-Y、CoCrPt-O、CoCrPtRu-O、CoCrPt-SiO₂、CoCrPt-Cr₂O₃、CoCrPt-TiO₂、CoCrPt-ZrO₂、CoCrPt-Nb₂O₅、CoCrPt-Ta₂O₅、CoCrPt-B₂O₃、CoCrPt-WO₂、CoCrPt-WO₃、CoCrPt-RuO₂等的Co系合金薄膜被使用的情况较多。特别是使用氧化物磁性层的场合，通过氧化物包围磁性Co晶粒的周围，并且采取颗粒(granular)结构，Co晶粒彼此的磁相互作用减弱，噪声减少。最终该层的晶体结构、磁性质决定记录再生特性。

以上各层的成膜通常可以使用DC磁控溅射法或RF溅射法。也可以使用RF偏压、DC偏压、脉冲DC、脉冲DC偏压、O₂气、H₂O气、H₂气、N₂气。此时的溅射气体压力可根据各个层来适当确定以使得特性达到最佳，但一般控制在0.1～30Pa左右的范围。看介质的性能来调整。

保护层是从由于磁头与介质的接触所导致的损伤来考虑用于保护介质的层，可以使用碳膜、SiO₂膜等，但多数场合使用碳膜。膜的形成可以使用溅射法、等离子体CVD法等，但近年来较多地使用等离子体CVD法。还可以使用磁控等离子体CVD法。膜厚为1nm～10nm左右，优选为2～6nm左右，进一步优选为2～4nm。

图2是表示使用了上述垂直磁记录介质的垂直磁记录再生装置的一例的图。图2所示的磁记录再生装置具备磁记录介质100、使磁记录介质100旋转驱动的介质驱动部101、对磁记录介质100记录再生信息的磁头102、使该磁头102相对于磁记录介质100进行相对运动的磁头驱动部103和记录再生信号处理系统104从而构成。

记录再生信号处理系统104，能够处理从外部输入的数据，将记录信号送至磁头102，处理来自磁头102的再生信号，将数据送至外部。

本发明的磁记录再生装置中所用的磁头102，可以使用不仅具有利用各向异性磁阻效应(AMR)的MR(MagnetoResisTance)元件，还有利用巨大磁阻效应(GMR)的GMR元件、利用隧道效应的TuMR元件等作为再生元件的、适于更高记录密度的磁头。

实施例

以下示出实施例具体说明本发明。

(实施例1、比较例1)

将放置了HD用玻璃基板的真空室预先进行真空排气至1.0×10^-5Pa以下。

接着，在该基板上使用溅射法在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成50nm厚的软磁性衬里层Co10Ta5Zr。

接着，在气压为0.6Pa的Ar气氛中，分别以5nm厚形成Cr40Ti、Cr50Ti、Cr60Ti、Cr40Mn、Cr50Mn、Cr60Mn、Cr70Mn、Cr40Fe、Cr50Fe、Cr60Fe、Ta20Cr(原子％)的膜来作为种子层、进而形成Ru膜来作为第一中间层(实施例1-1～11)。在气压为5Pa的Ar气氛中分别形成15nm厚的Ru-3(Cr₂O₃)(摩尔％)膜来作为第二中间层。作为比较例，在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成5nm厚的Cr、Cr20Ti、Cr80Ti、Ti、Cr20Mn、Cr80Mn、Mn、Cr20Fe、Cr80Fe、Fe膜来作为种子层(比较例1-1～10)。进而，在与实施例相同的条件下成膜出中间层1和中间层2。

另外，形成91(Co15Cr15Pt)-9(SiO2)(摩尔％)膜来作为作为磁记录层，并且形成C膜来作为保护层，制成为垂直磁记录介质。

对于所得到的垂直磁记录介质(实施例1-11和比较例1-1～10)，涂布润滑剂，使用美国GUZIK公司制的读写分析器1632以及转台S1701MP，进行了记录再生特性的评价。然后，利用Kerr测定装置进行了静磁特性的评价。另外，为了调查磁记录层的Co系合金的结晶取向性，利用X射线衍射装置进行了磁性层的摇摆曲线测定。

根据各自的测定，对于实施例和比较例，高信号杂音比SNR、顽磁力Hc、Δθ50、Co平均晶体粒径的结果在表1中一并示出。任一参数都是在评价垂直磁记录介质的性能时广泛使用的指标。

根据表1，在实施例1所使用的各种子层上，中间层的Ru进行着(002)晶面取向，因此在该中间层的紧上方成膜出的磁记录层也维持(002)晶面取向性而外延生长，结果获得了Δθ50较小的值。另外认为，由于作为中间层的Ru的润湿性不好，因此也能够控制粒径，因此显示出高的SNR。另一方面，对于比较例的种子层，Cr≥80原子％时，种子层进行着体心立方结构的(110)晶面取向，因此Ru不是进行(002)晶面取向而是进行(101)晶面取向，磁记录层的Δθ50不能进行评价。当然，SNR也只获得了较低的结果。对于Ti≥80原子％，由于进行着六方最密结构的(002)晶面取向，因此中间层和磁记录层也进行了(002)晶面取向而外延生长，但为了获得与使用非晶种子层的情况同等的磁记录层结晶取向性，需要Ti合金为10nm以上的膜厚。但是，如果加厚种子层的膜厚，则相应地在记录写入时来自磁头的磁通量导入减弱，因此SNR值降低。对于Mn≥80原子％，由于进行微晶化、表面凹凸大，因此Ru不能取向。对于Fe≥80原子％，与Cr同样进行(110)晶面取向，并且Fe的磁距形成噪声，因此取向、SNR都恶化。

(实施例2、比较例2)

与实施例1同样地，在玻璃基板上成膜出软磁性层。在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成5nm厚的Cr50Ti、Cr50Mn、Cr50Fe膜来作为种子层，(实施例2-1～3)。另外，作为比较例，在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成5nm厚的Ni、Pt、Mg膜来作为种子层(比较例2-1～3)。

接着，在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成10nm厚的Ru膜来作为第一中间层、形成10nm厚的Ru-8TiO₂(摩尔％)来作为第二中间层。进而，形成91(Co15Cr15Pt)-9(SiO₂)膜来作为磁记录层、形成碳膜来作为保护层，制成为垂直磁记录介质。

对于实施例、比较例，根据Guzik测定求出高信号杂音比(SNR)和写入能力(OW)，根据Kerr测定求出顽磁力(Hc)，根据X射线衍射测定求出Δθ50。进而，使用磁记录层的平面TEM图像，进行了磁记录层的Co系合金的晶体粒径测定。各个结果在表1的一并示出。

根据表1，当为作为面心立方结构的晶体的Ni或Pt种子层时，虽然结晶取向性优异，但由于不能进行粒径控制，因此与实施例相比，SNR显示出较低的值。作为六方最密结构的晶体的Mg种子层，由于Ru的润湿性差，因此虽然可以进行粒径控制，但由于Mg的(002)结晶取向性在膜厚5nm时不充分，因此SNR降低。实施例和Mg种子层的顽磁力，相比于Ni或Pt种子层较低是由于磁记录层的晶体粒径已微细化，因此容易受到热摆的影响，显示出比实际的顽磁力低的值。

(实施例3、比较例3)

在玻璃基板上，形成90(Fe30Co)5Ta5Zr膜来作为软磁性层。以膜厚5nm和3nm分别在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成Cr50Ti、Cr50Mn、Cr50Fe膜来作为种子层(实施例3-1～6)。另外，作为比较例，以膜厚5nm和3nm分别在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成Ni、Pt、Mg膜来作为种子层(比较例3-1～6)。

接着，与实施例2同样地，在气压为0.6Pa的Ar气氛中形成10nm厚的Ru膜来作为第一中间层、形成10nm厚的Ru-8TiO₂(摩尔％)来作为第二中间层。进而，形成91(Co15Cr15Pt)-9(SiO₂)膜来作为磁记录层、形成碳膜来作为保护层，制成为垂直磁记录介质。

对于实施例、比较例，求出SNR、OW、Hc、Δθ50、磁记录层的Co系合金的晶体粒径一并示于表1中。

在实施例3中，将实施例2中的软磁性衬里层的材料由Co10Ta5Zr改变为90(Fe30Co)5Ta5Zr。通过添加饱和磁化：Bs高的Fe元素，降低非磁性元素Ta组分，衬里层的饱和磁化增加，写入能力提高。但是，膜的非晶性恶化，一部分结晶化，由此表面凹凸增大。由此，对于Ni、Pt、Mg等的结晶性种子层而言，当膜厚为5nm时，种子层本身的取向性恶化，因此尽管由于衬里层的Bs增加而引起写入能力提高，但是SNR与比较例2相比恶化。如果使种子层的膜厚更薄，则OW改善，但取向性恶化，SNR最终也降低。与此相对，对于非晶种子层的实施例而言，即使将种子层的膜厚降低至3nm，也维持了Ru和/或Co合金的取向性，写入能力提高，SNR得到改善。

产业上的利用可能性

本发明可适用于磁记录介质以及使用了该磁记录介质的磁记录再生装置。

本发明中表示数值范围的“以上”和“以下”均包括本数。

Claims (16)

1.一种磁记录介质，是在非磁性基板上至少具有衬里层、取向控制层、磁记录层和保护层的垂直磁记录介质，其特征在于，取向控制层由两层以上构成，包含从基板侧起的种子层、中间层，种子层为非晶结构，中间层材料相对于种子层材料的接触角在10度～100度的范围内。

2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的至少一层采取六方最密结构或面心立方结构，并且其晶粒利用氧化物、氮化物或空隙与周围的晶粒分离着。

3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的至少一层利用采取六方最密结构的晶粒和由选自Al、B、Bi、Ca、Cr、Fe、Hf、Mg、Mo、Nb、Ru、Si、Ta、Ti、W或Zr中的至少一种元素的氧化物形成的晶界形成了颗粒结构。

4.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层具有在空间群中被分类为体心立方结构的组成，并且在10nm的薄膜区域中是非晶结构。

5.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层的膜厚为0.5nm～10nm的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的平均晶体粒径为1nm～7nm的范围内。

7.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层是含有Cr和Mn的合金材料，Cr的含有率为30原子％～70原子％的范围内。

8.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层是含有Cr和Ti的合金材料，Cr的含有率为30原子％～75原子％的范围内。

9.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层是含有Cr和Fe的合金材料，Cr的含有率为35原子％～65原子％的范围内。

10.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述种子层是含有Ta的合金材料，Ta的含有率为70原子％以上。

11.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的至少一层由Ru、Re或其合金材料形成，并具有六方最密结构。

12.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的至少一层，以具有面心立方结构的元素群中的至少一种为主成分，由其与选自具有体心立方结构的元素群中的元素的合金材料形成，同时具有进行(111)晶面取向的晶体结构和由面心立方结构与体心立方结构的混合所引起的层状不规整晶格(层积缺陷)。

13.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述中间层的至少一层，以具有面心立方结构的元素群中的至少一种为主成分，由其与选自具有六方最密结构的元素群中的元素的合金材料形成，同时具有进行(111)晶面取向的晶体结构和由面心立方结构与六方最密结构的混合所引起的层状不规整晶格(层积缺陷)。

14.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，所述磁记录层的至少一层采取由铁磁性的晶粒和非磁性的氧化物晶界构成的颗粒结构。

15.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其特征在于，构成所述衬里层的软磁性膜为非晶结构。

16.一种磁记录再生装置，是具有磁记录介质和在该磁记录介质上记录再生信息的磁头的磁记录再生装置，其特征在于，磁记录介质是权利要求1或2所述的磁记录介质。

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