CN103456320B - 磁记录介质及磁存储装置 - Google Patents

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Abstract

一种磁记录介质及磁存储装置，其目的在于提高记录容量。该磁记录介质具有依次堆叠取向控制层、下层记录层、中间层及上层记录层的结构，下层记录层具有比上层记录层更高的矫顽力，中间层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，上层记录层连同构成中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。

Description

磁记录介质及磁存储装置
技术领域
本发明涉及一种磁记录介质及磁存储装置。
背景技术
硬盘装置(HDD：HardDiskDrive)等磁存储装置的适用范围在增大，磁存储装置的重要性在增加。另外，对于磁盘等磁记录介质，记录密度每年增长50%以上，推测增长趋势今后仍将继续。随着这样的记录密度的增长趋势，适合高记录密度化的磁头及磁记录介质的开发也被推进。
在磁存储装置中存在一种磁存储装置，其安装有记录层内的易磁化轴主要为垂直取向的所谓的垂直磁记录媒体。对于垂直磁记录媒体，由于在进行了高记录密度化时记录位之间的边界区域中的抗磁场的影响也较小、并形成鲜明的位边界，因此噪声的增加被抑制。另外，对于垂直磁记录介质，由于随着记录密度化记录位体积的减少较少，因此耐热起伏特性也较好。
响应磁记录介质的进一步的高记录密度化的需求，正在研究使用对垂直记录层写入能力好的单磁极头。具体来说，提出一种磁记录介质，其于垂直记录层与非磁性基片之间设置由软磁性材料形成的衬层，使单磁极头与磁记录媒体之间的磁通量的进出效率(efficiencyofexchange)提高。
另外，为了提高垂直磁记录介质的记录再现特性、耐热起伏特性，提出通过使用取向控制层、形成多层结构的记录层、并使形成记录层的各个磁性层的晶体粒子为连续的柱状晶体，从而记录层的垂直取向性。
提出了在取向控制层中使用钌(Ru)(例如，专利文献2)。另外，对于Ru报告了以下内容：由于在柱状晶体的顶部形成圆顶状的凸部，因此在此凸部上使记录层等晶体粒子生长，促进生长的晶体粒子的分离结构并隔离晶体粒子，具有使磁性粒子生长成柱状的效果(例如，专利文献3)。
提出了在基片上透过软磁性底涂层及非磁性中间层而形成垂直记录层的垂直磁记录介质中，用以CoCrPt为主成分的合金来形成垂直记录层(例如，专利文献4)。
提出了一种通过用两层以上的磁性层来形成垂直记录层，使至少一个磁性层以Co为主成分并包含Pt及氧化物，使另一个磁性层以Co为主成分并包含Cr且不包含氧化物，从而提高记录再现特性及耐热起伏特性，并进行高密度的信息记录再现(例如，专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2004-310910号公报
专利文献2：(日本)特开平7-244831号公报
专利文献3：(日本)特开2007-272990号公报
专利文献4：(日本)特开2009-70444号公报
专利文献5：(日本)特开2004-310910号公报
专利文献6：(日本)特开2003-228801号公报
发明内容
<本发明所要解决的技术问题>
在以往的磁记录介质及磁存储装置中，难以提高记录容量。
因此，本发明的目的在于提供一种可提高记录容量的磁记录介质及磁存储装置。
<用于解决技术问题的方案>
根据本发明的一个方案，提供一种磁记录介质，其特征在于，所述磁记录介质具有依次堆叠取向控制层、下层记录层、中间层及上层记录层的结构，所述下层记录层具有比所述上层记录层更高的矫顽力，所述中间层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，所述上层记录层连同构成所述中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
根据本发明的一个方案，提供一种磁记录介质，其特征在于，所述磁记录介质具有依次堆叠取向控制层、下层记录层、中间层及上层记录层的结构，所述下层记录层具有比所述上层记录层更高的矫顽力，所述取向控制层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，所述下层记录层连同构成所述取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
根据本发明的一个方案，提供一种磁存储装置，其特征在于，该磁存储装置具备：上述的磁记录介质；以及磁头，对由所述磁记录介质的所述上层记录层及所述下层记录层所形成的垂直磁性层进行信息的读写。
<发明的效果>
根据磁记录介质及磁存储装置，能够提高记录容量。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的磁记录介质的一个例子的构成的一部分的剖视图。
图2是放大表示取向控制层及下层记录层的柱状晶体相对于基片面垂直生长的状态的剖视图。
图3是放大表示形成下层记录层的磁性层的叠层结构的一部分的剖视图。
图4是放大表示中间层及上层记录层的柱状晶体相对于基片面垂直生成的状态的剖视图。
图5是放大表示形成上层记录层的磁性层和非磁性层的层叠结构的一部分的剖视图。
图6是表示本发明的一个实施方式中的磁存储装置的一个例子的立体图。
具体实施方式
磁记录介质具有依次堆叠取向控制层、下层记录层、中间层、及矫顽力比下层记录层更低的上层记录层的结构。取向控制层可包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，下层记录层可连同构成取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。中间层可包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，上层记录层可连同构成中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。下层记录层及上层记录层之中至少一个可包括柱状晶体。磁存储装置具备磁记录介质，该磁记录介质的下层记录层及上层记录层之中至少一个如上所述包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
以下参照附图对本发明的各实施方式中的磁记录介质及磁存储装置进行说明。
对于磁盘等磁记录介质，要求对于提高记录容量的要求进一步提高记录密度。对于一般的磁盘，在记录面的独立的区域中设有记录伺服信息的伺服信息区域、以及读写信息(或数据)的数据区域。由于磁头能够通过读取伺服信息区域的伺服信息来检测自己的位置，因此能够根据所检测的位置来使磁头移动到读写数据的指定位置而进行数据的读写。因此，伺服信息区域会占用磁盘的比较大的部分，会妨碍磁盘的记录容量(即可记录数据的记录容量)的进一步提高。
例如如在专利文献6中所提出的，考虑用下层部、及矫顽力比下层部更低的上层部形成磁记录介质的记录层，将伺服信息记录到矫顽力高的下层部，将数据记录到矫顽力低的上层部。记录伺服信息的伺服信息区域与读写数据的数据区域由于在磁记录介质的平面图上重叠，因此与将伺服信息区域与数据区域设置在同一记录层的情况相比，能够增加数据区域。对于从磁记录介质同时再现的伺服信息和数据，通过以各个记录频率不同的方式进行记录，从而能够在再现时按照不同的频带进行分离。
然而，为了将记录层的上层部与下层部之间的磁结合阻断，记录层的上层部与下层部被分离设置。因此，记录层的上层部与位于记录层的下层部的下方的软磁性层之间的距离远离，磁头和记录层的上层部和软磁性层之间的磁通量的进出效率降低。另外，记录层的下层部与磁头之间的距离远离，对于记录层的下层部的记录再现特性降低。再有，难以实现特别是记录层的上层部的磁性粒子的微小化和高垂直取向性。因此，提高磁记录介质的记录容量并不容易。
因此，本发明的发明人对在形成记录层的下层记录层与下方的软磁性底涂层之间设置的取向控制层的材料、以及在形成记录层的上层记录层与下方的下层记录层之间设置的中间层的材料积极地进行了研究。作为研究的结果，发现：如果用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的材料形成取向控制层、并且构成下层记录层晶体粒子连同构成取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体，或者用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的材料形成中间层、并且构成上层记录层的晶体粒子连同构成中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体，则能够实现适合高密度记录的具有由信号噪声比(S/N比(Signal-to-NoiseRatio))或记录特性(OW：Over-Write特性)所表示的记录再现特性、以及耐热起伏特性的磁记录介质。磁记录介质例如可以是磁盘。
磁记录介质具有例如在非磁性基片上依次堆叠软磁性底涂层、控制正上的层的取向性的取向控制层、下层记录层、中间层、及矫顽力比下层记录层更低的上层记录层的结构。中间层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层、或者取向控制层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，下层记录层连同构成取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体、或者上层记录层连同构成中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
当取向控制层及中间层两者包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层时，下层记录层连同构成取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体，并且上层记录层连同构成中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层优选例如是钌(Ru)合金层。磁性材料优选例如是钴(Co)或铁(Fe)。
钌合金层优选是在66原子%(at%)～80原子%的范围内含有钴并具有50emu/cc～700emu/cc的范围内的饱和磁化强度的钴钌合金层(CoRu合金层)、和/或在73原子%～80原子%的范围内含有铁并具有50emu/cc～500emu/cc的范围内的饱和磁化强度的铁钌合金层(FeRu合金层)。
磁存储装置具备：具有上述构成的磁记录介质；以及磁头，具有对磁记录介质进行信息(数据)的读写的功能。当向磁记录介质读写数据时，磁头通过读取在下层记录层中记录的伺服信息、并利用磁头检测出的自己的位置将磁头定位在磁记录介质上的特定位置上，从而利用磁头对上层记录层进行数据的读写。
下面，参照附图对本发明的各实施方式中的磁记录介质、磁存储装置、以及对磁记录介质的数据读写方法进行说明。
(磁记录介质)
图1是表示本发明的一个实施方式中的磁记录介质的一个例子的构成的一部分的剖视图。图1中的各层的膜厚并不是与实际的尺寸成比例缩小而图示的膜厚。图1所示的磁盘1为磁记录介质的一个例子。
如图1所示，磁盘1具有例如在非磁性基片11上依次堆叠软磁性底涂层12、取向控制层13、下层记录层14、中间层15、上层记录层16、保护层17、并在保护层17上设置润滑层18的结构。取向控制层13具有第1取向控制层13a及第2取向控制层13b。下层记录层14具有第1下层记录层14a及第2下层记录层14b。中间层15具有第1中间层15a及第2中间层15b。上层记录层16具有第1上层记录层16a及第2上层记录层16b。在此例子中，夹着中间层15的上层记录层16及下层记录层14形成垂直记录层(或垂直磁性层)。
(非磁性基片)
非磁性基片11可由铝、铝合金等金属材料形成的金属基片、由玻璃、陶瓷、硅、金刚砂、碳等非金属材料形成的非金属基片等形成。另外，非磁性基片11也可以是在金属基片或非金属基片的表面利用例如电镀法、喷溅法等形成NiP层或NiP合金层的基片。
再有，非磁性基片11通过与以Co或Fe为主成分的软磁性底涂层12相接，由于表面的吸附气体、水分的影响、基片成分的扩散等，有可能会被腐蚀。这里，主成分是指在合金中最多的元素。从防止此腐蚀的观点来看，优选在非磁性基片11与软磁性底涂层12之间设置紧贴层(未示出)。需要说明的是，紧贴层例如可由Cr、Cr合金、Ti、Ti合金等形成。另外，紧贴层的厚度优选大于等于2nm(20埃)。紧贴层可使用例如喷溅法等形成。
(软磁性底涂层)
在非磁性基片11上形成软磁性底涂层12。软磁性底涂层12的形成方法并无特别限定，例如可使用喷溅法等。
软磁性底涂层12是为了增大由下述磁头(未示出)所产生的磁通量的相对于非磁性基片11的表面(以下也称为基片面)的垂直方向成分、并将记录信息的垂直磁性层的磁化的方向更坚固的固定在垂直于非磁性基片11的方向上而被设置。此软磁性底涂层12的作用特别是在将垂直记录用的单磁极头用作记录再现用的磁头时更加显著。
软磁性底涂层12例如可以由包含Fe、Ni、Co等的软磁性材料形成。软磁性材料例如包括CoFeTaZr、CoFeZrNb等CoFe系合金、FeCo、FeCoV等FeCo系合金、FeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSi等FeNi系合金、FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO等FeAl系合金、FeCr、FeCrTi、FeCrCu等FeCr系合金、FeTa、FeTaC、FeTaN等FeTa系合金、FeMgO等FeMg系合金、FeZrN等FeZr系合金、FeC系合金、FeN系合金、FeSi系合金、FeP系合金、FeNb系合金、FeHf系合金、FeB系合金等。
另外，软磁性底涂层12可以由具有Fe含量大于等于60原子%的FeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等微晶结构、或者精细的晶体粒子散布在阵列中的颗粒结构的材料形成。
再有，软磁性底涂层12可以由Co含量大于等于80原子%，含有Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等之中至少一种，并具有无定形(amorphous)结构的Co合金形成。具有无定形结构的Co合金包括例如CoZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr、CoZrMo系合金等。
软磁性底涂层12优选由两层的软磁性膜(未示出)形成，优选在两层的软磁性膜之间设置Ru膜(未示出)。通过将Ru膜的膜厚调整为0.4nm～1.0nm或1.6nm～2.6nm的范围，从而两层的软磁性膜能够形成反铁磁性耦合(AFC：Anti-Ferromagnetically-Coupled)结构，并抑制所谓的波尖噪声(spikenoise)。
(取向控制层)
在软磁性底涂层12上形成取向控制层13。取向控制层13是为了使下层记录层14的结晶颗粒细微化、并改善记录再现特性而被设置。如图1所示，本实施方式中的取向控制层13具有配置在软磁性底涂层12侧的第1取向控制层13a、及配置在第1取向控制层13a的下层记录层14侧的第2取向控制层13b。
第1取向控制层13a是为了提高取向控制层13的晶核产生密度而设置，包括作为形成取向控制层13的柱状晶体的晶核的结晶。在本实施方式中的第1取向控制层13a中，如下述图2所示，在作为晶核的结晶生长的柱状晶体S1的顶部形成圆顶状的凸部。
第1取向控制层13a的膜厚优选为大于等于3nm。如果第1取向控制层13a的膜厚小于3nm，则有时提高下层记录层14的取向性、对形成下层记录层14的磁性粒子42进行细微化的效果不充分，不能得到良好的S/N比。
第1取向控制层13a优选由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层(钌合金层)形成。当第1取向控制层13a由含有磁性材料的Ru合金层形成但饱和磁化强度小于50emu/cc、下述第2取向控制层13b未由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层形成时，有时不能得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。
第1取向控制层13a中所包括的Ru合金层优选包含Co(钴)或Fe(铁)等磁性材料，Ru合金层优选为CoRu合金层(钴钌合金层)或FeRu合金层(铁钌合金层)。当Ru合金层中所包含的磁性材料为Co时，Ru合金层中所包含的Co的含量优选大于等于66原子%。另外，当Ru合金层中所包含的磁性材料为Fe时，Ru合金层中所包含的Fe的含量优选大于等于73原子%。通过将Ru合金层中所包含的Co的含量设为大于等于66原子%、或者将Ru合金层中所包含的Fe的含量设为大于等于73原子%，能够形成发现充分的磁性、并且饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层。
表1表示出Co、Coru合金、FeRu合金、Fe的饱和磁化强度(Ms)的理论值的一个例子。如表1所示，当是Ru合金层中所包含的Co的含量大于等于66原子%、Fe的含量大于等于73原子%的组成时，饱和磁化强度(Ms)大于等于50emu/cc。
另外，由表1可知，如果Ru合金层中所包含的Co的含量小于等于80原子%，则饱和磁化强度(Ms)变成小于等于700emu/cc。另外，如表1所示，如果Ru合金层中所包含的Fe的含量小于等于80原子%，则饱和磁化强度(Ms)变成小于等于500emu/cc。
[表1]
怏撹 Ms(emu/cc)
Co 1440
90Co10Ru 1030
80Co20Ru 620
77.5Co22.5Ru 518
70Co30Ru 210
67Co33Ru 87
65Co35Ru 0
Fe 1735
90Fe10Ru 1115
80Fe20Ru 495
73Fe27Ru 61
70Fe30Ru 0
当Ru合金层为CoRu合金层时，优选Co的含量在66原子%～80原子%的范围内，并具有50emu/cc～700emu/cc的范围内的饱和磁化强度。另外，当Ru合金层为FeRu合金层时，优选Fe的含量在73原子%～80原子%的范围内，并具有50emu/cc～500emu/cc的范围内的饱和磁化强度。
如果CoRu合金层中所包含的Co的含量、或FeRu合金层中所包含的Fe的含量超过80原子%，则有时取向控制部13变得难以在柱状晶体的顶部形成圆顶状的凸部，对形成下层记录层14的磁性粒子42进行细微化的效果变得不充分，下层记录层14的结晶取向恶化而不能够得到良好的S/N比。
另外，当CoRu合金层和/或FeRu合金层的饱和磁化强度超过500emu/cc时，由于CoRu合金层中所包含的Co的含量和/或FeRu合金层中所包含的Fe的含量超过80原子%，不另人满意。
第1取向控制层13a优选通过溅射法，在溅射气压为0.5Pa～5Pa(小于5Pa)的范围内形成。如果第1取向控制层13a的溅射气压为0.5Pa～5Pa(小于5Pa)的范围，则能够容易地形成第1取向控制层13a，该第1取向控制层13a包括作为形成取向控制层13的柱状晶体的晶核的结晶。
如果第1取向控制层13a的溅射气压小于0.5Pa，则形成的膜的取向性降低，对形成下层记录层14的磁性粒子42的细微化的效果变得不充分。
另外，若第1取向控制层13a的溅射气压大于等于5Pa，则形成的膜的结晶性降低，膜的硬度变低，磁盘1的可靠性下降。
如图2所示，第2取向控制层13b包括柱状晶体S2，该柱状晶体S2与作为第1取向控制层13a中所包含的柱状晶体S1的晶核的结晶沿厚度方向连续、并在顶部形成圆顶状的凸部。厚度方向是指垂直于基片面的方向，即对包括下层记录层14的各层进行形成膜的形成膜方向。本实施方式中的第2取向控制层13b包括柱状晶体S2，该柱状晶体S2在作为第1取向控制层13a中所包含的晶核的结晶成长而成的柱状晶体S1的凸部上生长，并与形成第1取向控制层13a的晶体粒子一起沿厚度方向连续。
第2取向控制层13b的膜厚优选为大于等于6nm。如果第2取向控制层13b的膜厚小于6nm，则有时提高下层记录层14的取向性、对形成下层记录层14的磁性粒子42进行细微化的效果不充分，不能得到良好的S/N比。
第2取向控制层13b优选由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层(钌合金层)形成。当第2取向控制层13b由含有磁性材料的Ru合金层形成但饱和磁化强度小于50emu/cc、上述第1取向控制层13a未由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层形成时，有时不能得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。
对于第2取向控制层13b中所包含的Ru合金层，可以使用与第1取向控制层13a中所包含的Ru合金层相同的层。
需要说明的是，第2取向控制层13b中所包含的Ru合金层可以由与第1取向控制层13a中所包含的Ru合金层相同的材料形成，也可以由不同的材料的形成。具体来说，例如可以是第1取向控制层13a及第2取向控制层13b的任意一个由CoRu合金层形成，另一个由FeRu合金层形成。
第2取向控制层13b优选通过溅射法，以比第1取向控制层13a更高的溅射气压、并在溅射气压为5Pa～18Pa的范围内形成。如果第2取向控制层13b的溅射气压为5Pa～18Pa的范围，则能够容易地形成第2取向控制层13b，该第2取向控制层13b包括柱状晶体S2，该柱状晶体S2与作为第1取向控制层13a中所包含的柱状晶体S1的晶核的结晶沿厚度方向连续、并在顶部形成圆顶状的凸部。
如果第2取向控制层13b的溅射气压小于5Pa，则有时不能够充分地得到将在取向控制层13上生长的下层记录层14的结晶粒子分离、对垂直磁性层的磁性粒子进行细微化的效果，并不能够得到良好的S/N比及耐热起伏特性。另外，如果第2取向控制层13b的溅射气压超过18Pa，则第2取向控制层13b的硬度变得不充分。
在本实施方式中为了方便，利用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层来形成第1取向控制层13a及第2取向控制层13b两者，但也可以是由该Ru合金层形成第1取向控制层13a及第2取向控制层13b的任意一个。换言之，可以利用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层来形成第1取向控制层13a及第2取向控制层13b之中至少一个。另外，在本实施方式中，对取向控制层13由第1取向控制层13a及第2取向控制层13b两层形成的两层结构的例子进行了说明，但取向控制层13也可以是具有单层结构的层。再有，第1取向控制层13a及第2取向控制层13b的至少一个也可以具有由三层以上形成的多层结构。
在软磁性底涂层12与第1取向控制层13a之间，优选设置第3取向控制层(未示出)。如果用例如NiW合金形成第3取向控制层，则在形成第3取向控制层上的六方密堆积结构(hcp：hexagonalclose-packed)结构的第1取向控制层13a时能够使c轴取向性高的结晶粒子生长。当用NiW合金形成第3取向控制层时，优选NiW合金中的W的含量在3原子%～10原子%的范围内。如果NiW合金中的W的含量小于3原子%或超过10原子%，则尽管NiW合金仅具有微小的磁性，但第3取向控制层的饱和磁化强度不会过度地降低。然而，与第1取向控制层13a及第2取向控制层13b的情况相同，也可以使第3取向控制层中所使用的NiW合金含有Co或Fe，提高饱和磁化强度。
第3取向控制层的膜厚优选2nm～20nm的范围。如果第3取向控制层的膜厚小于2nm，则由于不能够取得结晶粒径的细微化的效果、取向也会恶化因此不能令人满意。另一方面，如果第3取向控制层的膜厚超过20nm，则由于结晶尺寸变大因此不能令人满意。
当取向控制层13具有单层结构时，取向控制层13可以由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层形成。另外，当取向控制层13具有多层结构时，可以包含至少1层含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层，还可以包含例如Ru层等Ru合金层以外的层。
接着，参照图2，对在磁盘1中，形成取向控制层13的结晶粒子与形成下层记录层14的磁性粒子之间的关系进行说明。图2是放大表示取向控制层13及下层记录层14的柱状晶体相对于基片面垂直生长的状态的剖视图。在图2中，省略了形成取向控制层13的第1取向控制层13a及第2取向控制层13b、以及下层记录层14以外的介质部分的图示。
如图2所示，在第1取向控制层13a上，形成以形成第1取向控制层13a的柱状晶体S1的顶部为圆顶状的凸部的凹凸面S1a。在第1取向控制层13a的凹凸面S1a上，从凹凸面S1a沿厚度方向形成第2取向控制层13b的结晶粒子成为柱状晶体S2而生长。另外，在第2取向控制层13b上，形成以形成第2取向控制层13b的柱状晶体S2的顶部为圆顶状的凸部的凹凸面S2a。在形成第2取向控制层13b的柱状晶体S2之上，下层记录层14的结晶粒子成为柱状晶体S3而沿厚度方向生长。在本实施方式中，通过在下层记录层14的结晶粒子在第2取向控制层13b的圆顶状的凸部上生长，使得生长的垂直磁性层的结晶粒子的分离被促进，下层记录层14的结晶粒子被隔离(孤立化)而生长成柱状。
这样，在本实施方式中的磁盘1中，在第1取向控制层13a的柱状晶体S1上第2取向控制层13b的柱状晶体S2与下层记录层14的柱状晶体S3成为连续的柱状晶体而外延生长。需要说明的是，在本实施方式中，如图1所示下层记录层14具有多层结构。形成具有多层结构的下层记录层14的各层14a、14b的晶体粒子从取向控制层13到下层记录层14的上层侧的第2下层记录层14b重复成为连续的柱状晶体的外延生长。因此，在本实施方式中，通过对形成第1取向控制层13a的结晶粒子进行细微化、并使柱状晶体S1高密度化，使得从柱状晶体S1的顶部沿厚度方向柱状地生长的第2取向控制层13b的柱状晶体S2以及具有多层结构的下层记录层14的柱状晶体S3也被高密度化。
(下层记录层)
在取向控制层13上形成下层记录层14。如图1所示，本实施方式的下层记录层14从非磁性基片11侧起，具有第1下层记录层14a及第2下层记录层14b。形成各下层记录层14a、14b的结晶粒子作为与取向控制层13的第1取向控制层13a及第2取向控制层13b的柱状晶体连续的柱状晶体外延生长。
图3是放大表示形成下层记录层14的两层的磁性层的叠层结构的一部分的剖视图。如图3所示，形成下层记录层14的第1下层记录层14a具有颗粒结构，优选包括包含Co、Cr、Pt的磁性粒子(具有磁性的结晶粒子)42、以及氧化物41。氧化物41中，优选使用例如Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等。氧化物41中，更优选使用TiO2、Cr2O3、SiO2等。另外，第1下层记录层14a优选由添加两种以上氧化物的复合氧化物形成。复合氧化物更优选使用Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、Cr2O3-SiO2-TiO2等。
磁性粒子42优选分散在第1下层记录层14a中。另外，磁性粒子42优选形成柱状结构，该柱状结构上下贯穿下层记录层14a、14b。由于具有该结构，从而第1下层记录层14a的取向及结晶性良好，作为结果能够得到适合高密度记录的S/N比。
为了得到具有柱状结构的磁性粒子42的下层记录层14，优选适当地选定第1下层记录层14a中所包含的氧化物41的含量及第1下层记录层14a的形成膜条件。相对于以形成磁性粒子42的例如Co、Cr、Pt等合金为一个化合物所计算出的摩尔总量，第1下层记录层14a中所包含的氧化物41的含量优选大于等于3摩尔%且小于等于18摩尔%，更优选大于等于6摩尔%小于等于13摩尔%。第1下层记录层14a中的氧化物41的含量优选在上述摩尔%范围内是因为当形成第1下层记录层14a时在磁性粒子42周围离析出氧化物41，磁性粒子42的隔离及细微化成为可能。
另一方面，如果氧化物41的含量超过18摩尔%，则由于氧化物41在磁性粒子42中残留，有损磁性粒子42的取向性及结晶性，或者在磁性粒子42的上下离析出氧化物41，并会形成不了磁性粒子42上下贯穿下层记录层14a、14b的柱状结构，因此不能令人满意。另外，如果氧化物41的含量小于3摩尔%，则由于磁性粒子42的分离及细微化会不充分，作为结果在记录再现时的噪声增大、不能得到适合高密度记录的S/N比，因此不能令人满意。
第1下层记录层14a中的Cr的含量优选大于等于4原子%且小于等于19原子%，更优选大于等于6原子%且小于等于17原子%。如果第1下层记录层14a中的Cr的含量为大于等于4原子%且小于等于19原子%的范围，则不会使磁性粒子42的磁各向异性常数Ku过于降低、并会维持较高的磁化，作为结果能够得到适合高密度记录的记录再现特性和充分的耐热起伏特性。
另一方面，如果第1下层记录层14a中的Cr的含量超过19原子%，则由于磁性粒子42的磁各向异性常数Ku变小，因此耐热起伏特性恶化、并且磁性粒子42的结晶性及取向性恶化，作为结果记录再现特性变得恶化因此不能令人满意。另外，如果Cr的含量小于4原子%，则由于磁性粒子42的磁各向异性常数Ku变高，因此垂直矫顽力变得过高当记录数据时不能够用磁头充分的写入，作为结果由于为不适合高密度记录的记录特性(OW特性)因此不能令人满意。
第1下层记录层14a中的Pt的含量优选大于等于8原子%且小于等于20原子%。如果Pt的含量小于8原子%，则由于不能得到为了得到适合高密度记录的耐热起伏特性的垂直磁性层14所需的磁各向异性常数Ku因此不能令人满意。如果Pt的含量超过20原子%，则由于在磁性粒子42中形成面心立方体(fcc：face-centeredcubic)结构的层、有可能有损结晶性及取向性因此不能令人满意。因此，为了得到适合高密度记录的耐热起伏特性及记录再现特性，第1下层记录层14a中Pt的含量优选为大于等于8原子%且小于等于20原子%的范围。
在第1下层记录层14a的磁性粒子42中，除了Co、Cr、Pt之外，还可以包括从B、T1、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re之中所选择的一种以上的元素。由于包括从其中所选择的一种以上的元素，从而可以促进磁性粒子42的细微化，并提高结晶性和取向性，能够得到更适合高密度记录的记录再现特性及耐热起伏特性。
另外，磁性粒子42中所包含的Co、Cr、Pt之外的上述一种以上的元素的总计的含量优选小于等于8原子%。如果上述一种以上的元素的总计的含量超过8原子%，则由于在磁性粒子42中形成hcp相以外的相，因此磁性粒子42的结晶性及取向性散乱，作为结果由于不能够得到适合高密度记录的记录再现特性及耐热起伏特性因此不能令人满意。
适合第1下层记录层14a的材料例如除了90(Co14Cr18Pt)-10(SiO2){以具有Cr含量14原子%、Pt含量18原子%、剩余部分为Co的磁性粒子为一个化合物而计算出的摩尔浓度为90摩尔%、具有SiO2的氧化物组成为10摩尔%}、92(Co10Cr16Pt)-8(SiO2)、94(Co8Cr14Pt4Nb)-6(Cr2O3)之外，包括(CoCrPt)-(Ta2O5)、(CoCrPt)-(Cr2O3)-(TiO2)、(CoCrPt)-(Cr2O3)-(SiO2)、(CoCrPt)-(Cr2O3)-(SiO2)-(TiO2)、(CoCrPtMo)-(TiO)、(CoCrPtW)-(TiO2)、(CoCrPtB)-(Al2O3)、(CoCrPtTaNd)-(MgO)、(CoCrPtBCu)-(Y2O3)、(CoCrPtRu)-(SiO2)等。
如图3所示，形成下层记录层14的第2下层记录层14b优选包括包含Co、Cr的磁性粒子(具有磁性的结晶粒子)42，不包括氧化物41。第2下层记录层14b中的磁性粒子42优选从第1下层记录层14a中的磁性粒子42柱状地外延生长。此时，优选下层记录层14a、14b的磁性粒子42在各下层记录层14a、14b中一对一地对应，并柱状地外延生长。另外，通过第2下层记录层14b的磁性粒子42从第1下层记录层14a中的磁性粒子42外延生长，使得第2下层记录层14b的磁性粒子42被细微化，结晶性及取向性进一步提高。
第2下层记录层14b中的Cr的含量优选大于等于10原子%且小于等于24原子%。如果Cr的含量为大于等于10原子%且小于等于24原子%的范围，则能够充分确保数据再现时的输出，进一步能够得到良好的耐热起伏特性。另一方面，如果Cr的含量超过24原子%，则由于第2下层记录层14b的磁化变得过小因此不能令人满意。另外，如果Cr的含量小于10原子%，则由于磁性粒子42的分离及细微化不会充分地发生，记录再现时的噪声增大，不能得到适合高密度记录的S/N比因此不能令人满意。
另外，当形成第2下层记录层14b的磁性粒子42为除了Co、Pt之外包含Pt的材料时，第2下层记录层14b中的Pt的含量优选大于等于8原子%且小于等于20原子%。如果Pt的含量优选为大于等于8原子%且小于等于20原子%的范围，则能够得到适合高记录密度的充分的矫顽力，进而能够维持记录再现时的高再现输出，其结果是能够得到适合高密度记录的记录再现特性及耐热起伏特性。另一方面，如果第2下层记录层14b中的Pt的含量超过20原子%，则由于有可能在第2下层记录层14b中形成fcc结构的相、有损结晶性及取向性因此不能令人满意。另外，如果Pt的含量小于8原子%，则由于不能得到为了得到适合高密度记录的耐热起伏特性的下层记录层14所需的磁各向异性常数Ku因此不能令人满意。
形成第2下层记录层14b的磁性粒子42形成非颗粒结构的磁性层，并除了Co、Cr、Pt之外，还可以包括从B、T1、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mn之中所选择的一种以上的元素。由于包括上述一种以上的元素，从而可以促进磁性粒子42的细微化，并提高结晶性和取向性，能够得到更适合高密度记录的记录再现特性及耐热起伏特性。
另外，第2下层记录层14b的磁性粒子42中所包含的Co、Cr、Pt之外的上述一种以上的元素的总计的含量优选小于等于16原子%。如果上述一种以上的元素的总计的含量超过16原子%，则由于在磁性粒子42中形成hcp相以外的相，因此磁性粒子42的结晶性及取向性散乱，作为结果由于不能够得到适合高密度记录的记录再现特性及耐热起伏特性因此不能令人满意。
适合第2下层记录层14b的材料包括例如CoCrPt系、CoCrPtB系等。CoCrPtB系优选Cr与B的总计的含量为大于等于18原子%小于等于28原子%。
关于适合第2下层记录层14b的材料，例如在CoCrPt系中，优选Co14～24Cr8～22Pt{Cr含量14原子%～24原子%、Pt含量8原子%～22原子%、剩余部分为Co}、在CoCrPtB系中，优选Co10～24Cr8～22Pt0～16B{Cr含量10原子%～24原子%、Pt含量8原子%～22原子%、B含量0～16原子%、剩余部分为Co}。再有，关于适合第2下层记录层14b的材料，在CoCrPtTa系中为Co10～24Cr8～22Pt1～5Ta{Cr含量14原子%～24原子%、Pt含量8原子%～22原子%、Ta含量1原子%～5原子%、剩余部分为Co}、在CoCrPtTaB系中为Co10～24Cr8～22Pt1～5Ta0～10B{Cr含量10原子%～24原子%、Pt含量8原子%～22原子%、Ta含量1原子%～5原子%、B含量0～10原子%、剩余部分为Co}，除此之外还包括CoCrPtBNd系、CoCrPtTaNd系、CoCrPtNb系、CoCrPtBW系、CoCrPtMo系、CoCrPtCuRu系、CoCrPtRe系等材料。
磁盘1具有矫顽力比上层记录层16更高的下层记录层14、及矫顽力比下层记录层14更低的上层记录层16，伺服信息被记录在下层记录层14中，数据是相对于上层记录层16被记录再现。在用于作为磁存储装置的一个例子的HDD的磁盘中，伺服信息的写入通常仅限一次，该读写是使用HDD的制造商专用的伺服道录写器(STW：ServoTrackWriter)来进行。
在本实施方式中，使用STW的写入力高的磁头，伺服信息被写入矫顽力高的下层记录层14中。对此，数据是记录在矫顽力比下层记录层14低的上层记录层16中，但数据的记录是由HDD的制造商或HDD的用户侧来进行。对上层记录层16的数据的读写可由写入力比STW的磁头更低的、不将数据写入下层记录层14而仅可将数据写入上层记录层16的、内藏于HDD内的一般的磁头来进行。
下层记录层14的垂直矫顽力(Hc)优选大于等于3000(Oe)，且比上层记录层16的垂直矫顽力(Hc)更高。如果下层记录层14的垂直矫顽力(Hc)小于3000(Oe)，则记录再现特性、特别是频率特性变得不良，耐热起伏特性也恶化，因此作为高密度记录介质不能令人满意。
形成下层记录层14的磁性粒子42的平均粒径优选为3nm～12nm。对于磁性粒子42的平均粒径，例如可通过用投射电子显微镜(TEM：TransmissionElectronMicroscope)观察下层记录层14、并对观察图像进行图像处理来求出。
下层记录层14的膜厚优选为5nm～20nm。如果下层记录层14的膜厚小于5nm，则不能得到充分的再现输出，耐热起伏特性也会降低。另外，如果下层记录层14的厚度超过20nm，则下层记录层14中的磁性粒子42发生肥大化，记录再现时的噪声增大，由S/N比或记录特性(OW特性)所代表的记录再现特性恶化因此不能令人满意。
也可用三层以上的磁性层来形成下层记录层14。例如，可以除了下层记录层14a、14b，还形成颗粒结构的磁性层，在此三层的颗粒结构的磁性层上，设置不包含氧化物的下层记录层。另外，可以在下层记录层14a、14b上设置不包含氧化物的两层结构的下层记录层。
(中间层)
在下层记录层14上形成中间层15。中间层15是为了将上层记录层16与下层记录层14之间的磁结合阻断、并防止两个记录层14、16的磁化方向相互影响，以及对上层记录层16的结晶颗粒进行细微化、改善记录再现特性而设置的。如图1所示，本实施方式中的中间层15具有配置在软磁性底涂层12侧的第1中间层15a、及配置在第1中间层15a的上层记录层16侧的第2中间层15b。
第1中间层15a是为了提高中间层15的晶核产生密度而设置，包括作为形成中间层15的柱状晶体的晶核的结晶。在本实施方式中的第1中间层15a中，与图2所示的第1取向控制层13a的情况相同，如下述图4所示，在作为晶核的结晶生长的柱状晶体S11的顶部形成圆顶状的凸部。
第1中间层15a的膜厚优选为大于等于3nm。如果第1中间层15a的膜厚小于3nm，则有时提高上层记录层16的取向性、对形成上层记录层16的磁性粒子42进行细微化的效果不充分，不能得到良好的S/N比。
第1中间层15a优选由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层(钌合金层)形成。当第1中间层15a由含有磁性材料的Ru合金层形成但饱和磁化强度小于50emu/cc、下述第2中间层15b未由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层形成时，有时不能得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。
第1中间层15a中所包括的Ru合金层优选包含Co(钴)或Fe(铁)等磁性材料，Ru合金层优选为CoRu合金层(钴钌合金层)或FeRu合金层(铁钌合金层)。当Ru合金层中所包含的磁性材料为Co时，Ru合金层中所包含的Co的含量优选大于等于66原子%。另外，当Ru合金层中所包含的磁性材料为Fe时，Ru合金层中所包含的Fe的含量优选大于等于73原子%。通过将Ru合金层中所包含的Co的含量设为大于等于66原子%、或者将Ru合金层中所包含的Fe的含量设为大于等于73原子%，能够形成发现充分的磁性、并且饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层。
中间层15中所使用的Co、Coru合金、FeRu合金、Fe的饱和磁化强度(Ms)的理论值也是如表1所示，中间层15中的磁性材料的含量、形成膜方法、饱和磁化强度等可以与上述的取向控制层13相同。
如图4所示，第2中间层15b包括柱状晶体S12，该柱状晶体S12与作为第1中间层15a中所包含的柱状晶体S11的晶核的结晶沿厚度方向连续、并在顶部形成圆顶状的凸部。厚度方向是指垂直于基片面的方向，即对包括上层记录层16的各层进行形成膜的形成膜方向。本实施方式中的第2中间层15b包括柱状晶体S12，该柱状晶体S12在作为第1中间层15a中所包含的晶核的结晶成长而成的柱状晶体S11的凸部上生长，并与形成第1中间层15a的晶体粒子一起沿厚度方向连续。
第2中间层15b优选由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层(钌合金层)形成。当第2中间层15b由含有磁性材料的Ru合金层形成但饱和磁化强度小于50emu/cc、上述第1中间层15a未由含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层形成时，有时不能得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。
对于中间层15，与取向控制层13相同，可以用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层来形成第1中间层15a及第2中间层15b两者，也可以用含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的Ru合金层来形成第1中间层15a及第2中间层15b的任意一个。另外，中间层15可以具有单层结构，第1中间层15a及第2中间层15b的至少一个也可以具有三层以上的多层结构。
在下层记录层14与第1中间层15a之间，优选设置第3中间层(未示出)。与第3取向控制层的情况相同，如果用例如NiW合金形成第3中间层，则在形成第3中间层上的hcp结构的第1中间层15a时能够使c轴取向性高的结晶粒子生长。形成第3中间层的NiW合金中所包含的W含量、膜厚、层结构可以与第3取向控制层的情况相同。
接着，参照图4，对在磁盘1中，形成中间层15的结晶粒子与形成上层记录层16的磁性粒子之间的关系进行说明。图4是放大表示中间层15及上层记录层16的柱状晶体相对于基片面垂直生成的状态的剖视图。在图4中，省略了形成中间层15的第1中间层15a及第2中间层15b、以及上层记录层16以外的介质部分的图示。
如图4所示，在第1中间层15a上，形成以形成第1中间层15a的柱状晶体S11的顶部为圆顶状的凸部的凹凸面S11a。在第1中间层15a的凹凸面S11a上，从凹凸面S11a沿厚度方向形成第2中间层15b的结晶粒子成为柱状晶体S12而生长。另外，在第2中间层15b上，形成以形成第2中间层15b的柱状晶体S12的顶部为圆顶状的凸部的凹凸面S12a。在形成第2中间层15b的柱状晶体S12之上，上层记录层16的结晶粒子成为柱状晶体S13而沿厚度方向生长。在本实施方式中，通过在上层记录层16的结晶粒子在第2中间层15b的圆顶状的凸部上生长，使得生长的垂直磁性层的结晶粒子的分离被促进，上层记录层16的结晶粒子被隔离(孤立化)而生长成柱状。
这样，在本实施方式中的磁盘1中，在第1中间层15a的柱状晶体S11上第2中间层15b的柱状晶体S12与上层记录层16的柱状晶体S13成为连续的柱状晶体而外延生长。需要说明的是，在本实施方式中，如图1所示上层记录层16具有多层结构。形成具有多层结构的上层记录层16的各层16a、16b的晶体粒子从中间层15到上层记录层16的上层侧的第2上层记录层16b重复成为连续的柱状晶体的外延生长。因此，在本实施方式中，通过对形成第1中间层15a的结晶粒子进行细微化、并使柱状晶体S11高密度化，使得从柱状晶体S11的顶部沿厚度方向柱状地生长的第2中间层15b的柱状晶体S12以及具有多层结构的垂直磁性层16的柱状晶体S13也被高密度化。
(上层记录层)
在中间层15上形成上层记录层16。如图1所示，上层记录层16从非磁性基片11侧起，具有第1上层记录层16a及第2上层记录层16b。形成各上层记录层16a、16b的结晶粒子作为与形成中间层15的第1中间层15a及第2中间层15b的柱状晶体连续的柱状晶体外延生长。
图5是放大表示形成上层记录层16的磁性层和非磁性层的层叠结构的一部分的剖视图。如图5所示，形成上层记录层16的第1上层记录层16a具有颗粒结构，优选包括包含Co、Cr、Pt的磁性粒子(具有磁性的结晶粒子)62、以及氧化物61。氧化物61中，优选使用例如Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等。氧化物61中，更优选使用TiO2、Cr2O3、SiO2等。另外，第1上层记录层16a优选由添加两种以上氧化物的复合氧化物形成。复合氧化物更优选使用Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、Cr2O3-SiO2-TiO2等。
磁性粒子62优选分散在第1上层记录层16a中。另外，磁性粒子62优选形成柱状结构，该柱状结构上下贯穿上层记录层16a、16b。由于具有该结构，从而第1上层记录层16a的取向及结晶性良好，作为结果能够得到适合高密度记录的S/N比。
在本实施方式中，上层记录层16的合金组成、结构、形成膜方法、合金组成范围等可以基本上与下层记录层14相同。但是，在本实施方式的磁盘1中，如上所述，下层记录层14具有比上层记录层16更高的矫顽力，上层记录层16具有比下层记录层14更低的矫顽力，伺服信息记录在矫顽力较高的下层记录层14中，对矫顽力较低的上层记录层16读写数据。
(保护层)
在上层记录层16上形成保护层17。保护层是为了防止上层记录层16的腐蚀、并在磁头与磁盘1接触时防止介质表面的损伤或磁头自身的损伤而设置，其可由公知的材料形成。保护层17例如可以由包含C、SiO2、ZrO2的材料形成。对于保护层17的膜厚，由于能够减小磁头与磁盘1之间的距离，因此从实现高记录密度化的观点来看，优选将其设为例如1nm～10nm。保护层17例如可以利用化学气相沉积法(CVD：ChemicalVaporDeposition)、物理气相沉积法(PVD：PhysicalVaporDeposition)等来形成。
(润滑层)
在保护层17上形成润滑层18。润滑层18优选由例如全氟聚醚(perfluoropolyether)、氟化醇、氟化羧酸等润滑剂形成。润滑层18例如可以用浸涂法(dipping)等形成。
(磁存储装置)
图6是表示本发明的一个实施方式中的磁存储装置的一个例子的立体图。图6所示的磁盘装置(HDD)100是磁存储装置的一个例子，具有作为磁记录介质的一个例子的上述磁盘1。
HDD100包括具有图1所示的结构的磁盘1、对磁盘1进行转动驱动的介质驱动部51、具有对磁盘1进行信息的读写(即记录再现信息)的功能的磁头52、使磁头52相对于磁盘1进行相对运动的头驱动部53、以及信号处理系统54。
信号处理系统54对从外部的主机设备(未示出)等所输入的数据实施周知的处理并向磁头52提供适合对磁盘1记录的记录信号。对于磁头52可以使用具有作为再现元件利用巨大磁阻抗(GMR：GiantMagnetoResistive)效果的GMR元件的、适合高记录密度的磁头。信号处理系统54对由磁头52从磁盘1上读取的信号实施周知的处理、并将再现数据向外部的主机设备等输出，并且根据表示磁盘1上的指定位置和磁头52的现在位置的再现伺服信息而向磁头驱动部输出使磁头52移动到磁盘1上的指定位置的控制信号。被定位在磁盘1上的指定位置的磁头52能够从指定位置进行数据的读取或数据的写入。
对于介质驱动部51、具有记录元件及再现元件的磁头52、头驱动部53、以及信号处理系统54，由于均可以使用周知的结构，因此省略其结构的图示及详细的说明。
在磁盘1上，进行数据的读写的数据区域被设置在形成垂直磁性层的上层记录层16中，记录伺服信息伺服信息区域被设置在形成垂直磁性层的下层记录层14中。换言之，数据区域与伺服信息区域在磁盘1的平面图上不是在各自的区域内，而是被设置在平面图上的记录面上重叠的区域中。由此，读写数据的数据区域能够扩展到磁盘1的大体全部表面，能够提高磁盘1的单位面积的记录容量(或者是面记录密度)。
由于下层记录层14中记录的伺服信息和上层记录层16中记录的数据在磁盘1的记录面内重叠，因此磁头52能够同时对伺服信息和数据两者进行读取。因此，需要对同时再现的伺服信息和数据进行分离。例如，通过改变伺服信息和数据的记录频率(或写入频率)并记录，通过利用由滤波器或不同频带的放大器所形成的分离单元，从而能够将磁头52输出的包括伺服信息和数据的输出信号分离为再现伺服信息和再现数据。分离单元的至少一部分可以设置在信号处理系统54内。
分离单元的一个例子可以由频带不同的伺服信息用前置放大器及数据用前置放大器形成。在此例子的情况中，通过将磁头52由磁盘1再现的信号同步并用伺服信息用前置放大器及数据用前置放大器进行处理，由于伺服信息与数据的频带不同，因此能够由伺服信息用前置放大器输出从再现信号中分离出的伺服信息、并由数据用前置放大器输出从再现信号中分离出的数据。分离单元的其它例子可以由单一的前置放大器和滤波器形成，该单一的前置放大器对磁头52从磁盘1再现的信号进行输入，该滤波器利用伺服信息与数据的相互不同的频带，将该前置放大器的输出分离为伺服信息和数据。在此其它的例子中，分离单元还可以具有对滤波器所输出的伺服信息进行放大的第一放大器、和对滤波器所输出的数据进行放大的第二放大器。
伺服信息的频带优选例如10MHz～70MHz范围内的与数据的频带不重叠的频带，数据的频带优选例如50MHz～150MHz范围内的与伺服信息的频带不重叠的频带。需要说明的是，本实施方式中的伺服信息及数据的频带是指从HDD100内的磁盘1读取信息的再现时的磁头52的输出信号的频带以及使用磁头52向磁盘1中写入数据的记录时的信号的频带。
与由周知的磁盘等所记录的伺服信息相同，伺服信息优选构成为包括突发信息(burstinformation)、地址信息、报头信息(preambleinformation)。由此，能够用与周知的HDD相同的方法在磁盘1的指定位置或特定区域进行磁头52的定位，再现伺服信息并进行数据的读写。
因此，图6所示的HDD具有能够得到适合高密度记录的S/N比、记录特性(OW特性)、及耐热起伏特性的磁盘1。
[实施例]
下面，关于利用以下所示制造方法制作作为磁记录介质的一个例子的磁盘、评价出的结果，对一个实施例进行说明。
首先，将清洗过的玻璃基片(柯尼卡美能达公司制造、外径2.5英寸)装入DC磁控溅射装置(ANELVA公司制C-3040)的膜形成室内，对膜形成室进行抽空直到到达1×10-5Pa的真空度，然后使用Cr靶用氢气溅射法(溅射气压1Pa)在该玻璃基片上形成膜厚10nm的紧贴层。
用过用氢气溅射法(溅射气压1Pa)，使用70Co-20Fe-5Zr-5Ta{Fe含量20原子%、Zr含量5原子%、Ta含量5原子%、剩余部分为Co}的靶在小于等于100℃的基片温度下，在如此得到的紧贴层上形成膜厚25nm的软磁性层，在该软磁性层上形成Ru层至0.7nm的膜厚，再以膜厚为25nm形成70Co-20Fe-5Zr-5Ta的软磁性层，从而形成软磁性底涂层。
接着，在软磁性底涂层上形成3层结构的取向控制层。即，用氢气溅射法(溅射气压1Pa)形成膜厚为10nm的90Ni6W4Co(200emu/cc)、膜厚为10nm的67Co33Ru(87emu/cc)，将氢气溅射气压变更为10Pa，形成膜厚为10nm的67Co33Ru(87emu/cc)。在此3层结构的取向控制层上，作为下层记录层，用氢气溅射法(溅射气压2Pa)，用膜厚为10nm的91(Co15Cr16Pt)-6(SiO2)-3(TiO2){Cr含量15原子%、Pt含量16原子%、剩余部分为Co的合金为91摩尔%、具有SiO2的氧化物为6摩尔%、具有TiO2的氧化物为3摩尔%}形成磁性层，并在该磁性层上形成6nm的65Co-18Cr-14Pt-3B。下层记录层的矫顽力为7000(单位Oe)。
接着，在下层记录层上形成3层结构的中间层。即，用氢气溅射法(溅射气压1Pa)，形成膜厚为10nm的90Ni6W4Co(200emu/cc)、膜厚为10nm的67Co33Ru(87emu/cc)，将氢气溅射气压变更为10Pa，形成膜厚为10nm的67Co33Ru(87emu/cc)。
在3层结构的中间层上，作为上层记录层，用氢气溅射法(溅射气压1Pa)，形成10nm的60Co-10Cr-20Pt-10SiO2、6nm的65Co-18Cr-14Pt-3B。上层记录层的矫顽力为5000(单位Oe)。
接着，在上层记录层上，利用离子束法形成4nm的碳的保护层，然后利用浸涂法形成全氟聚醚的润滑层，制作出上述实施方式中的磁盘1。
(伺服信息的写入)
接着，使用STW对所制作的磁盘1记录伺服信息。关于伺服信息的写入，将磁盘1的转数设为7200转/分钟，关于记录频率以中心频率为20MHz和40MHz将频带设为±5MHz。需要说明的是，伺服信息为具有突发信息、地址信息、报头信息的周知结构。伺服信息的写入是在下层记录层14及上层记录层16两层上同时进行，之后，施加外部磁场仅将上层记录层16删除(抹去)。
(磁记录介质的评价)
对在本实施例中制造的磁盘1进行评价。具体来说，使用不能对下层记录层14写入的磁头52，进行对磁盘1的上层记录层16的读写评价。评价条件如下。
磁盘1的转数：7200转/分钟
评价头：MR(MagnetoResistive)头
记录频率：70MHz(频带±5MHz)
对磁盘1的写入、读入是一边根据在下层记录层14中记录的伺服信息进行磁头52的定位而一边进行的。其结果是，与过去相同道密度的磁盘相比基本素服平均提高10%，磁盘单片的读写信息的记录量提高20%。另外，S/N比为10.5dB、OW特性为42.0dB，确认出均为良好。
这样，形成垂直磁性层的下层记录层通过包括与构成下层记录层之下的取向控制层的结晶粒子一起沿厚度方向连续的柱状晶体，从而能够形成垂直取向性优异的垂直磁性层。另外，形成垂直磁性层的上层记录层通过包括与构成上层记录层之下的中间层的结晶粒子一起沿厚度方向连续的柱状晶体，从而能够形成垂直取向性优异的垂直磁性层。构成为包括与构成下层的结晶粒子一起沿厚度方向连续的柱状晶体的垂直磁性层可以仅是下层记录层、也可以仅是上层记录层。再有，通过将取向控制层和/或中间层构成为包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，使得取向控制层和/或中间层能够发现磁性，即使记录时的取向控制层之下的软磁性底涂层与磁头之间的距离变得较大，也能够得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。
通过这样，根据上述实施例，不会对记录特性(OW特性)产生坏的影响，能够实现具有包括构成取向控制层和/或中间层的结晶粒子均沿厚度方向连续的柱状晶体的垂直磁性层、并具有适合高密度记录的S/N特性、记录特性(OW特性)、及耐热起伏特性的磁记录介质。
另外，对于具有这样的磁记录介质和磁头的磁存储装置，由于磁记录介质独立地具有设置在上层记录层中的数据区域和设置在下层记录层中的伺服信息区域，因此能够实现适合高密度记录的S/N比、记录特性(OW特性)、及耐热起伏特性。
(比较例)
在制作与上述实施例相同的磁盘时，制造了改变取向控制层及中间层的形成膜条件的比较例。具体来说，3层结构的取向控制层设为用氢气溅射法(溅射气压1Pa)膜厚10nm的94Ni5W(10emu/cc)、膜厚10nm的非磁性Ru、将氢气溅射气压变更为10Pa后膜厚10nm的非磁性Ru，3层结构的中间层设为用氢气溅射法(溅射气压1Pa)膜厚10nm的94Ni5W(10emu/cc)、膜厚10nm的非磁性Ru、将氢气溅射气压变更为10Pa后膜后10nm的非磁性Ru。
对所制作的比较例的磁盘与实施例相同进行伺服信息的写入、磁盘的评价。其结果是，S/N比为10.2dB、OW特性为37.0dB。确认了不能够得到如上述实施例的磁盘1一样良好的S/N比及良好的OW特性。
在上述实施例中，作为磁记录介质的一个例子对磁盘进行了说明，但磁记录介质并不限定为盘状介质。
以上通过实施方式及实施例对磁记录介质及磁存储装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，无需说在本发明的范围内可进行各种变形及改良。
符号说明
1磁盘
11非磁性基片
12软磁性底涂层
13取向控制层
14下层记录层
15中间层
16上层记录层
17保护层
18润滑层

Claims (12)

1.一种磁记录介质，其特征在于，
所述磁记录介质具有依次堆叠取向控制层、下层记录层、中间层及上层记录层的结构，
所述下层记录层具有比所述上层记录层更高的矫顽力，
所述中间层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，
所述上层记录层连同构成所述中间层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，所述含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层是钌合金层。
3.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，所述磁性材料是钴或铁。
4.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，
所述钌合金层是在66原子％～80原子％的范围内含有钴并具有50emu/cc～700emu/cc的范围内的饱和磁化强度的钴钌合金层、和/或在73原子％～80原子％的范围内含有铁并具有50emu/cc～500emu/cc的范围内的饱和磁化强度的铁钌合金层。
5.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，
所述取向控制层包括含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层，
所述下层记录层连同构成所述取向控制层的晶体粒子均包括沿厚度方向连续的柱状晶体。
6.根据权利要求5所述的磁记录介质，其特征在于，所述取向控制层中含有磁性材料的饱和磁化强度大于等于50emu/cc的层是钌合金层。
7.根据权利要求6所述的磁记录介质，其特征在于，所述取向控制层中的磁性材料是钴或铁。
8.根据权利要求6所述的磁记录介质，其特征在于，
所述钌合金层是在66原子％～80原子％的范围内含有钴并具有50emu/cc～700emu/cc的范围内的饱和磁化强度的钴钌合金层、和/或在73原子％～80原子％的范围内含有铁并具有50emu/cc～500emu/cc的范围内的饱和磁化强度的铁钌合金层。
9.一种磁存储装置，其特征在于，该磁存储装置具备：
根据权利要求1所述的磁记录介质；以及
磁头，对由所述磁记录介质的所述上层记录层及所述下层记录层所形成的垂直磁性层进行信息的读写。
10.根据权利要求9所述的磁存储装置，其特征在于，所述磁头具有读取在所述下层记录层中记录的伺服信息、并对所述上层记录层进行数据的读写的功能。
11.一种磁存储装置，其特征在于，该磁存储装置具备：
根据权利要求5所述的磁记录介质；以及
磁头，对由所述磁记录介质的所述上层记录层及所述下层记录层所形成的垂直磁性层进行信息的读写。
12.根据权利要求11所述的磁存储装置，其特征在于，所述磁头具有读取在所述下层记录层中记录的伺服信息、并对所述上层记录层进行数据的读写的功能。
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