CN103943116A - 磁记录介质的制造方法、磁记录介质及磁记录再现装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供磁记录介质的制造方法、磁记录介质以及磁记录再现装置,该制造方法至少具备如下工序:形成取向控制层(3)的工序,在非磁性基板(1)上形成控制正上方的层的取向性的取向控制层(3);和形成垂直磁性层(4)的工序,形成易磁化轴相对于非磁性基板(1)主要垂直地取向的垂直磁性层(4),其中,形成取向控制层(3)的工序包括利用溅射法形成具有粒状结构的粒状层的子工序,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,形成垂直磁性层(4)的工序是以与构成取向控制层(3)的晶体颗粒一同形成沿厚度方向连续的柱状晶的方式使晶体颗粒进行晶体生长的工序。
Description
技术领域
本发明涉及磁记录介质的制造方法、磁记录介质及磁记录再现装置。
本申请要求基于2013年1月23日在日本申请的日本特愿2013-010088号以及2014年1月17日在日本申请的日本特愿2014-007216号的优先权,将其内容引入本说明书中。
背景技术
对于作为磁记录再现装置的一种的硬盘驱动器(HDD)而言,现在其记录密度的年增长率为50%以上,可以说今后还会持续这种增加倾向。与其相伴,已经进行了适于高记录密度化的磁头及磁记录介质的开发。
在现在市售的磁记录再现装置中,作为磁记录介质,搭载的是磁性膜内的易磁化轴主要垂直地取向的垂直磁记录介质。对于垂直磁记录介质而言,由于在进行高记录密度化时记录位间的边界区域中的退磁影响也小,可形成清晰的位边界,因此,可抑制噪声增加。而且,对于垂直磁记录介质而言,随着高记录密度化的记录位体积的减少较小即可,因此热起伏特性优异。
另外,为了响应磁记录介质的更高的高记录密度化的迫切期望,已经研究了使用对垂直磁性层的写入能力优异的单磁极头。具体而言,提出了如下磁记录介质,即,通过在作为记录层的垂直磁性层和非磁性基板之间设置被称为衬里层的包含软磁性材料的层,可提高单磁极头和磁记录介质之间的磁通的出入效率。
另外,为了提高垂直磁记录介质的记录再现特性、热起伏特性,提出了如下方法,即,使用取向控制层,形成多层磁性层,使各个磁性层的晶体颗粒形成连续的柱状晶,由此提高磁性层的垂直取向性(例如,参见专利文献1)。
另外,专利文献2中记载了下述方法,即,在基板上预先设置结晶取向促进层,以溅射气压力为10Pa以上,介由结晶取向促进层溅射堆积垂直磁各向异性薄膜。
另外,提出了使用Ru作为取向控制层的方法(例如,参见专利文献3)。已知Ru在柱状晶的顶部形成圆顶状的凸部。因此,通过使磁性层等的晶体颗粒在由Ru构成的凸部状的取向控制层上生长,促进生长的晶体颗粒的分离结构,使晶体颗粒孤立化,由此可得到使磁性颗粒生长为柱状的效果。
另外,已知有以下磁记录介质:在基板上依次形成有在低压氩气氛(0.6Pa)下成膜的含钌层、在高压氩气氛(10Pa)下成膜的含钌层和垂直磁性层(参见专利文献4)。通过在以低溅射压形成的Ru层上以高溅射压形成Ru层,可以提高Ru层的取向性,并且可以提高在其上生长的垂直磁性层的取向性,而且可以将磁性颗粒微细化。
另外,专利文献5中记载的是,通过在以低气压形成的Ru层上以高气压形成Ru层、并在以高气压形成的Ru层中含有Co和氧,从而可将以高气压形成的Ru层的晶体颗粒微细化。另外,在专利文献5中,作为粒状层中所含的氧化物,示例有SiO2、TiO2、Cr2O3。
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2002-197630号公报
专利文献5:国际公开第2010/035810号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,为了提高磁记录介质的记录密度,进行在以低气压进行溅射而形成的Ru层上形成以高气压进行溅射而形成的Ru层的2步成膜,形成具有微细的晶体颗粒的取向控制层,并将形成于取向控制层上的垂直磁性层的柱状结构的磁性颗粒微细化,在这种情况下,存在以下所示的课题。
即,当以高气压进行溅射时,由于溅射颗粒的平均自由程变短而能量降低,气体分子容易混入生长晶体内,因此所形成的Ru层的结晶性降低。因此,以高气压进行溅射来形成硬度高的Ru层是困难的。
为了形成硬度高的Ru层,还考虑不进行高气压下的溅射。然而,如果不进行高气压下的溅射,则在构成取向控制层的柱状晶体的顶部难以形成圆顶状的凸部。因而,难以得到将取向控制层上生长的垂直磁性层的晶体颗粒分离、将垂直磁性层的磁性颗粒微细化的效果。
因此,目前,在用2步成膜形成取向控制层时,为了在构成取向控制层的柱状晶体的顶部形成圆顶状的凸部,牺牲Ru层的硬度,进行高气压下的溅射。其结果,具备用2步成膜形成的取向控制层的磁记录介质的表面硬度不充分,磁记录介质的表面容易划伤,不能得到充分的可靠性。
另外,起因于取向控制层的圆顶状的凸部的凸形状承接于垂直磁性层的表面,承接于在垂直磁性层的表面形成的保护层。通过高气压下的溅射形成的Ru层的表面凹凸变大。因此,具备具有通过高气压下的溅射形成的Ru层的取向控制层的磁记录介质的表面粗糙度变高。如果磁记录介质的表面粗糙度高,则会使磁头的浮起高度比以前更低,成为能应对高记录密度化时的障碍。
鉴于以上情况,需要如下制造方法,即,通过将垂直磁性层的柱状结构的磁性颗粒微细化可以提高记录密度,而且,通过形成高硬度且表面粗糙度低的取向控制层,可以制造表面耐划伤性优异、可得到更高的可靠性、并且能应对更高的高记录密度化的磁记录介质。
本发明是鉴于上述情况而提出的,本发明的课题在于,提供一种可得到高可靠性、能实现更高的高记录密度化的磁记录介质的制造方法。
另外,本发明的目的在于,提供用本发明的磁记录介质的制造方法制造的具备具有高可靠性、记录密度高的磁记录介质的磁记录再现装置。
用于解决问题的方案
本发明提供以下方案。
(1)本发明的一种方式的磁记录介质的制造方法至少具备以下工序:形成取向控制层的工序,在非磁性基板上形成控制正上方的层的取向性的取向控制层;和形成垂直磁性层的工序,形成易磁化轴相对于前述非磁性基板主要垂直地取向的垂直磁性层,其中,前述形成取向控制层的工序包括利用溅射法形成具有粒状结构的粒状层的子工序,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,前述形成垂直磁性层的工序是以与构成前述取向控制层的晶体颗粒一同形成沿厚度方向连续的柱状晶的方式使晶体颗粒进行晶体生长的工序。
(2)在上述(1)所述的磁记录介质的制造方法中,前述熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物可以是熔点为450℃以上且850℃以下的氧化物。
(3)在上述(1)或(2)所述的磁记录介质的制造方法中,前述熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物可以是B2O3或In2O3中的任一种。
(4)在上述(1)~(3)中任一项所述的磁记录介质的制造方法中,可以在3Pa以上且6Pa以下的溅射压下进行前述形成粒状层的工序。
(5)在上述(1)~(4)中任一项所述的磁记录介质的制造方法中,前述形成取向控制层的工序可以包括在前述形成粒状层的工序之前、利用溅射法在溅射气压0.1Pa~3Pa的范围内形成低气压层的子工序,所述低气压层包含Ru或以Ru为主要成分的材料,并且在比前述形成低气压层的工序高的溅射压下进行前述形成粒状层的工序。
(6)在上述(1)~(5)中任一项所述的磁记录介质的制造方法中,前述粒状层包含合计为2体积%~20体积%的范围内的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物。
(7)在上述(1)~(6)中任一项所述的磁记录介质的制造方法中,在层叠前述垂直磁性层的工序中,可以利用溅射法形成垂直磁性层。
(8)本发明的一种方式的磁记录介质在非磁性基板上至少具备:控制正上方的层的取向性的取向控制层、和易磁化轴相对于前述非磁性基板主要垂直地取向的垂直磁性层,其中,前述取向控制层包含具有粒状结构的粒状层,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,前述垂直磁性层包含与构成前述取向控制层的晶体颗粒一同沿厚度方向连续的柱状晶,用原子力显微镜对前述磁记录介质的表面进行测定得到的表面粗糙度(Ra)为3埃以下。
(9)本发明的一种方式的磁记录再现装置具备上述(8)所述的磁记录介质和对前述磁记录介质进行信息的记录再现的磁头。
发明的效果
本发明的一种方式的磁记录介质的制造方法具备形成取向控制层的工序和形成垂直磁性层的工序,形成取向控制层的工序具备利用溅射法形成具有粒状结构的粒状层的工序,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物。因此,可以将取向控制层及取向控制层上生长的垂直磁性层的柱状结构的磁性颗粒微细化,可得到能获得适于高密度记录的信噪比(SNR)的磁记录介质。
另外,对于本发明的一种方式的磁记录介质的制造方法中形成的、包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物、具有粒状结构的粒状层,即使以低溅射压形成,也可使晶体颗粒分离,可以将其上生长的垂直磁性层的柱状结构的磁性颗粒微细化。因此,可以以低溅射压形成粒状层,并得到硬度高的取向控制层。因而,根据本发明的磁记录介质的制造方法,可以制造能得到表面的耐划伤性优异、高可靠性的磁记录介质。
而且,在本发明的一种方式的磁记录介质的制造方法中,通过以低溅射压形成粒状层,可以得到粗糙度减小了的取向控制层。因而,可以制造用原子力显微镜对表面进行测定得到的表面粗糙度(Ra)为3埃以下的具有平滑表面的磁记录介质。
因而,具备通过本发明的磁记录介质的制造方法制造的磁记录介质和对前述磁记录介质进行信息的记录再现的磁头的磁记录再现装置成为能实现更高的高记录密度化的可靠性优异的磁记录再现装置。
附图说明
图1是表示应用本发明而制造的磁记录介质的一个例子。
图2是用于说明取向控制层和垂直磁性层的层叠结构的放大示意图,是表示各层的柱状晶相对于基板面垂直地生长的状态的剖面图。
图3是放大表示构成垂直磁性层的磁性层和非磁性层的层叠结构的剖面图。
图4是表示应用本发明的磁记录再现装置一个例子。
附图标记说明
1…非磁性基板、2…软磁性基底层、3…取向控制层、3a…低气压层、3b…高气压层、4…垂直磁性层、4a…下层磁性层、4b…中层磁性层、4c…上层磁性层、5…保护层、6…润滑层、7…非磁性层、7a…下层非磁性层、7b…上层非磁性层、8…非磁性基底层、15…氧化物、S1、S2、S3…柱状晶、S1a…凹凸面、41…氧化物、42…磁性颗粒、50…磁记录介质、51…介质驱动部、52…磁头、53…磁头驱动部、54…记录再现信号处理系统。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式中的磁记录介质的制造方法、磁记录介质及磁记录再现装置详细地进行说明。需要说明的是,对于下面的说明中使用的附图,为了易于理解本发明,有时为了方便而将特征部分放大显示,各构成要素的尺寸比率等并不限定于与实际相同。
磁记录介质
下面,作为本发明的磁记录介质的一个例子,以图1所示的磁记录介质为例进行举例说明。
图1是表示应用本发明的磁记录介质的制造方法而制造的磁记录介质的一个例子。图1所示的磁记录介质具有如下结构,即,在非磁性基板1上依次层叠有软磁性基底层2、控制正上方的层的取向性的取向控制层3、非磁性基底层8、易磁化轴相对于非磁性基板1主要垂直地取向的垂直磁性层4、保护层5和润滑层6。
对于本发明的磁记录介质,用原子力显微镜(Atomic Force Microscope;AFM)对表面进行测定得到的表面粗糙度(Ra)为3埃以下,该表面粗糙度越平滑越优选。
由于本实施方式的磁记录介质的表面的表面粗糙度(Ra)为3埃以下,因此,可以减小磁头与垂直磁性层的距离,可得到适于高密度记录的信噪比(SNR)。需要说明的是,对于本发明的磁记录介质,其表面粗糙度用原子力显微镜进行测定时为3埃以下,该表面粗糙度可以是去除磁记录介质的最外表面的润滑层而测定的。
非磁性基板
作为非磁性基板1,可以使用由铝、铝合金等金属材料构成的金属基板,也可以使用由玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳等非金属材料构成的非金属基板。另外,作为非磁性基板1,还可以使用采用例如镀敷法、溅射法等在这些金属基板、非金属基板的表面形成有NiP层或NiP合金层的基板。
作为玻璃基板,可以使用例如非晶玻璃、结晶化玻璃等。作为非晶玻璃,可以使用例如通用的钠钙玻璃、硅酸铝玻璃等。作为结晶化玻璃,可以使用例如锂系结晶化玻璃等。
作为陶瓷基板,可以使用例如以通用的氧化铝、氮化铝、氮化硅等为主要成分的烧结体、或它们的纤维增强物等。
从适于使磁头低浮起的高记录密度记录的方面考虑,优选非磁性基板1的平均表面粗糙度(Ra)为2nm以下、优选为1nm以下。
另外,从适于使磁头低浮起的高记录密度记录的方面考虑,优选非磁性基板1的表面的微波纹度(Wa)为0.3nm以下(更优选0.25nm以下)。需要说明的是,对于波纹度(Wa),可以使用例如表面粗糙度测定装置P-12(KLM-Tencor公司制造),作为测定范围80μm下的表面平均粗糙度进行测定。
另外,作为非磁性基板1,对于磁头的飞行稳定性来讲,优选使用端面的倒角部的倒角面部和侧面部的至少一方的表面平均粗糙度(Ra)为10nm以下(更优选9.5nm以下)的基板。
由于非磁性基板1与以Co或Fe为主要成分的软磁性基底层2接触,因此,因表面的吸附气体、水分的影响、基板成分的扩散等而可能会发生腐蚀。通过在非磁性基板1与软磁性基底层2之间设置密合层,可以抑制上述情况。作为密合层的材料,可以适当选择例如Cr、Cr合金、Ti、Ti合金等。
密合层的厚度优选为2nm以上。
软磁性基底层
在非磁性基板上形成有软磁性基底层2。软磁性基底层2是为了使由磁头产生的磁通的与基板面垂直的方向的成分增大、并且将记录信息的垂直磁性层4的磁化方向更牢固地固定在与非磁性基板1垂直的方向而设置的。特别是在使用垂直记录用的单磁极头作为记录再现用的磁头时,其作用变得更显著。
作为软磁性基底层2,例如,可以使用包含Fe、Ni、Co等的软磁性材料。作为具体的软磁性材料,例如,可以举出CoFe系合金(CoFeTaZr、CoFeZrNb等)、FeCo系合金(FeCo、FeCoV等)、FeNi系合金(FeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSi等)、FeAl系合金(FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO等)、FeCr系合金(FeCr、FeCrTi、FeCrCu等)、FeTa系合金(FeTa、FeTaC、FeTaN等)、FeMg系合金(FeMgO等)、FeZr系合金(FeZrN等)、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。
作为软磁性基底层2,可以使用含有60at%(原子%)以上的Fe的FeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等的微晶结构、或微细的晶体颗粒分散在基质中而得到的具有粒状结构的材料。
此外,作为软磁性基底层2,可以使用含有80at%以上的Co、且含有Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等中的至少1种的具有非晶质结构的Co合金。作为具有非晶质结构的Co合金,例如,可以举出CoZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr、CoZrMo系合金等作为优选的Co合金。
软磁性基底层2的矫顽力Hc优选为100(Oe)以下(优选20(Oe)以下)。1Oe为79A/m。如果软磁性基底层2的矫顽力Hc超过上述范围,则软磁特性变得不充分,再现波形从所谓的矩形波变成为变形了的波形,因此不优选。
软磁性基底层2的饱和磁通密度Bs优选为0.6T以上(优选1T以上)。如果软磁性基底层2的Bs低于上述范围,则再现波形从所谓的矩形波变成为变形了的波形,因此不优选。
另外,软磁性基底层2的饱和磁通密度Bs(T)与软磁性基底层2的层厚t(nm)之积Bs·t(T·nm)优选为15(T·nm)以上(优选25(T·nm)以上)。如果软磁性基底层2的Bs·t低于上述范围,则再现波形变形,OW(重写(OverWrite))特性(记录特性)变差,因此不优选。
软磁性基底层2优选由2层软磁性膜构成,优选在2层软磁性膜之间设置有Ru膜。通过在0.4~1.0nm或1.6~2.6nm的范围内调节Ru膜的膜厚,可以使2层软磁性膜形成AFC(反铁磁耦合)结构。在采用了这样的AFC结构的情况下,软磁性基底层2可以抑制所谓的尖锋噪声(spike noise)。
对于软磁性基底层2的最外表面(取向控制层3一侧的面),优选构成磁性基底层2的材料被部分氧化或完全氧化。具体而言,例如,优选在软磁性基底层2的表面(取向控制层3一侧的面)及其附近配置将构成软磁性基底层2的材料部分氧化而成的材料、或者形成上述材料的氧化物而成的材料。由此,可以抑制软磁性基底层2的表面的磁起伏,可以减小由磁起伏引起的噪声,从而改善磁记录介质的记录再现特性。
在软磁性基底层2与取向控制层3之间可以设置晶种层。晶种层是控制取向控制层3的晶体粒径的层。用于晶种层的材料可以使用NiW合金。此外,作为晶种层,可以使用具有fcc结构的层等,具体而言,可以示例包含Ni、Cu、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au、Al的层。
取向控制层
在软磁性基底层2上形成有控制垂直磁性层4的取向性的取向控制层3。取向控制层3是将垂直磁性层4的晶体颗粒微细化、改善记录再现特性的层。
为了将垂直磁性层4的磁性颗粒微细化,如图1所示,取向控制层3优选由在软磁性基底层2上形成的低气压层3a、和在低气压层3a上形成的高气压层(粒状层)3b构成。
低气压层3a是用于提高取向控制层3的成核密度的层。
低气压层3a包含Ru或以Ru为主要成分的材料。作为构成低气压层3a的以Ru为主要成分的材料,可举出Ru系合金。
在本实施方式中,由于低气压层3a包含Ru或以Ru为主要成分的材料,因此,在构成低气压层3a的柱状晶的顶部形成圆顶状的凸部。
由此,通过在低气压层3a上依次形成高气压层3b及垂直磁性层4,可以使高气压层3b及垂直磁性层4的晶体颗粒在低气压层3a的圆顶状的凸部上生长。因而,本实施方式的取向控制层3具有可以促进垂直磁性层4的晶体颗粒的分离、使晶体颗粒孤立化而以柱状生长的优异的取向性。
低气压层3a的层厚优选为8nm~12nm的范围内。低气压层3a的层厚为8nm~12nm的范围内时,记录时的磁头和软磁性基底层2的距离变小,可以提高记录再现特性而不会使再现信号的分辨率降低。
如果低气压层3a的层厚低于上述范围,则有时提高垂直磁性层4的取向性,将构成垂直磁性层4的磁性颗粒42微细化的效果变得不充分,不能得到良好的S/N比。另外,如果低气压层3a的层厚超过上述范围,则担心记录时的磁头与软磁性基底层2的距离变大、磁头与软磁性基底层2的磁耦合变弱而形成不适于高密度记录的记录特性(OW)。
高气压层3b包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物、且具有粒状结构。该氧化物的熔点优选为450℃以上且850℃以下。在这样的高气压层3b中,熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物容易环绕在Ru或以Ru为主要成分的材料的周围,因此,容易得到Ru或以Ru为主要成分的颗粒的偏析结构。因此,即使在使溅射气压低为6Pa以下的范围内利用溅射法来形成,也可使晶体颗粒分离。因此,可以使在其上生长的垂直磁性层4的柱状结构的磁性颗粒微细化。
作为高气压层3b中所含的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,可举出In2O3、TeO2、Sb2O3、B2O3等,尤其是由于熔点显著低,因此优选为B2O3。只要高气压层3b中所含的氧化物以整体计的熔点为450℃以上且1000℃以下即可,也可以是由2种以上的氧化物构成的混合物,例如,可以是In2O3、TeO2、Sb2O3、B2O3等熔点为1000℃以下的氧化物与SiO2、TiO2、Cr2O3、Ta2O5、Nb2O5等熔点超过1000℃的氧化物的混合物。表1示出可用作高气压层的材料的氧化物的熔点。
[表1]
材料 | 熔点(℃) |
In2O3 | 850 |
TeO2 | 733 |
Sb2O3 | 656 |
B2O3 | 450 |
TiO2 | 1870 |
Cr2O3 | 2435 |
SiO2 | 1650 |
Ta2O5 | 1468 |
Nb2O5 | 1520 |
另外,作为构成高气压层3b的以Ru为主要成分的材料,可举出Ru系合金。
优选高气压层3b包含合计为2体积%~20体积%的范围内的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,更优选包含10体积%~13体积%的范围内的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物。高气压层3b包含合计为2体积%~20体积%的范围内的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物时,成为具有更优异的取向性的取向控制层3。
当高气压层3b中的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物的含量超过上述范围时,有时在高气压层3b中的金属颗粒中氧化物残留,会损害金属颗粒的结晶性及取向性,另外,担心会损害在取向控制层3上形成的垂直磁性层4的结晶性及取向性,因此不优选。另外,当高气压层3b中的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物的含量低于上述范围时,担心不能充分地得到通过使高气压层3b中含有熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物而带来的晶体颗粒的分离效果,因此不优选。
这里,在本实施方式的磁记录介质中,用附图对构成取向控制层3的晶体颗粒和构成垂直磁性层4的磁性颗粒的关系进行说明。
图2是用于说明取向控制层3和垂直磁性层4的层叠结构的放大示意图,是表示各层的柱状晶相对于基板面垂直地生长的状态的剖面图。需要说明的是,在图2中,省略构成取向控制层3的低气压层3a及高气压层3b和垂直磁性层4以外的构件的记载而示出。
如图2所示,在低气压层3a上形成使构成低气压层3a的柱状晶S1的顶部为圆顶状的突出的凹凸面S1a。在低气压层3a的凹凸面S1a上,构成高气压层3b的晶体颗粒由凹凸面S1a沿厚度方向成为柱状晶S2地进行生长。由于高气压层3b具有粒状结构,因此,在构成高气压层3b的柱状晶S2的周围形成氧化物15。而且,在构成高气压层3b的柱状晶S2上,垂直磁性层4的晶体颗粒成为柱状晶S3地沿厚度方向进行生长。
这样,在本实施方式的磁记录介质中,在低气压层3a的柱状晶S1上高气压层3b的柱状晶S2和垂直磁性层4的柱状晶S3成为连续的柱状晶而外延生长。在本实施方式中,垂直磁性层4被多层化,构成垂直磁性层4的各层的晶体颗粒由取向控制层3至最上层的垂直磁性层4成为连续的柱状晶而重复外延生长。因而,在本实施方式中,通过将构成低气压层3a的晶体颗粒微细化、将柱状晶S1高密度化,可使由柱状晶S1的顶部沿厚度方向以柱状生长的高气压层3b的柱状晶S2及垂直磁性层4的柱状晶S3也高密度化。其结果,本实施方式的磁记录介质成为表面硬度高、不容易划伤的磁记录介质。
非磁性基底层
在本实施方式的磁记录介质中,在取向控制层3和垂直磁性层4之间设置有非磁性基底层8。需要说明的是,在取向控制层3和垂直磁性层4之间优选设置非磁性基底层8,但也可以不设置非磁性基底层8。在取向控制层3正上方的垂直磁性层4的初始部,容易发生晶体生长的紊乱,这成为噪声的原因。通过设置非磁性基底层8,可以抑制噪声的发生。
对于本实施方式的非磁性基底层8而言,以与取向控制层3的低气压层3a及高气压层3b的柱状晶连续的柱状晶的形式外延生长。
非磁性基底层8的厚度优选为0.2nm以上且3nm以下。如果非磁性基底层8的厚度超过3nm,则会发生Hc及Hn的降低,因此不优选。
非磁性基底层8优选由包含Cr和氧化物的材料构成。Cr的含量优选为25at%(原子%)以上且50at%以下。作为氧化物,优选使用例如Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等的氧化物,其中,尤其可以优选使用TiO2、Cr2O3、SiO2等。作为氧化物的含量,相对于以构成磁性颗粒的例如Co、Cr、Pt等的合金为1种化合物计算的mol总量,优选为3mol%以上且18mol%以下。
另外,非磁性基底层8优选由添加有2种以上氧化物的复合氧化物构成。其中,尤其可以优选使用Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、Cr2O3-SiO2-TiO2等。进而,可以优选使用CoCr-SiO2、CoCr-TiO2、CoCr-Cr2O3-SiO2、CoCr-TiO2-Cr2O3、CoCr-Cr2O3-TiO2-SiO2等。另外,从晶体生长的观点考虑,可以添加Pt。
垂直磁性层
在非磁性基底层8上形成有垂直磁性层4。如图1所示,垂直磁性层4自非磁性基板1侧开始包含下层磁性层4a、中层磁性层4b和上层磁性层4c这3层。在本实施方式的磁记录介质中,通过在磁性层4a和磁性层4b之间包含下层非磁性层7a、在磁性层4b和磁性层4c之间包含上层非磁性层7b,从而具有这些磁性层4a~4c和非磁性层7a、7b交替层叠而成的结构。
构成各磁性层4a~4c及非磁性层7a、7b的晶体颗粒与构成取向控制层3的晶体颗粒一同形成沿厚度方向连续的柱状晶。垂直磁性层4(磁性层4a~4c及非磁性层7a、7b)以与取向控制层3的低气压层3a及高气压层3b的柱状晶连续的柱状晶的形式在非磁性基底层8上外延生长。
作为非磁性层7a、7b,没有特别限制,例如,可举出包含Ru或Ru合金的非磁性层。尤其是通过将非磁性层7a、7b的层厚设为0.6nm以上且1.2nm以下的范围,可以使磁性层4a、4b、4c进行AFC耦合(反铁磁耦合)。另外,在本发明中,也可以使各磁性层4a、4b、4c通过FC耦合(铁磁耦合)来进行静磁耦合。
图3是放大表示构成垂直磁性层的磁性层和非磁性层的层叠结构的剖面图。如图3所示,构成垂直磁性层4的磁性层4a是粒状结构的磁性层,优选包含含有Co、Cr、Pt的磁性颗粒(具有磁性的晶体颗粒)42和氧化物41。
作为氧化物41,优选使用例如Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等的氧化物。其中,尤其可以优选使用TiO2、Cr2O3、SiO2等。另外,磁性层4a优选由添加有2种以上氧化物的复合氧化物构成。其中,尤其可以优选使用Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、Cr2O3-SiO2-TiO2等。
磁性颗粒42优选分散在磁性层4a中。磁性颗粒42优选形成上下贯穿磁性层4a、4b、以及磁性层4c的柱状结构。通过具有这样的结构,磁性层4a的取向性及结晶性变得良好,结果可得到适于高密度记录的信噪比(S/N比)。
对于磁性层4a中所含的氧化物41的含量,相对于以构成磁性颗粒42的例如Co、Cr、Pt等的合金为1种化合物计算的mol总量,优选为3mol%以上且18mol%以下,更优选为6mol%以上且13mol%以下。磁性层4a中的氧化物41的含量优选为上述范围的理由是,形成磁性层4a时氧化物41在磁性颗粒42的周围析出,能将磁性颗粒42孤立化及微细化。
另一方面,在氧化物41的含量超过上述范围的情况下,担心氧化物41残留在磁性颗粒42中,损害磁性颗粒42的取向性及结晶性,或氧化物41在磁性颗粒42的上下析出,磁性颗粒42无法形成上下贯穿磁性层4a~4c而成的柱状结构,因此不优选。另外,在氧化物41的含量低于上述范围的情况下,有时磁性颗粒42的分离及微细化不变得充分,结果记录再现时的噪声增大,不能得到适于高密度记录的信噪比(S/N比),因此不优选。
磁性层4a中的Cr的含量优选为4at%以上且19at%以下(进一步优选6at%以上且17at%以下)。在将磁性层4a中的Cr的含量设为上述范围的情况下,不会使磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku过低,而且,维持较高的磁化,结果可得到适于高密度记录的记录再现特性和充分的热起伏特性。
另一方面,在磁性层4a中的Cr的含量超过上述范围的情况下,由于磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku减小,因此热起伏特性变差,另外,磁性颗粒42的结晶性及取向性变差,结果记录再现特性变差,因此不优选。另外,在Cr的含量低于上述范围的情况下,由于磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku变高,因此垂直矫顽力变得过高,在记录数据时不能用磁头充分写入,结果变为不适于高密度记录的记录特性(OW),因此不优选。
磁性层4a中的Pt的含量优选为8at%以上且20at%以下。如果Pt的含量低于8at%,则无法获得为了得到适于高密度记录的热起伏特性而垂直磁性层4所需的磁各向异性常数Ku,因此不优选。如果Pt的含量超过20at%,则在磁性颗粒42的内部产生层叠缺陷,其结果,磁各向异性常数Ku变低。另外,在Pt的含量超过上述范围的情况下,在磁性颗粒42中形成fcc结构的层,担心损害结晶性及取向性,因此不优选。因而,为了得到适于高密度记录的热起伏特性及记录再现特性,优选将磁性层4a中Pt的含量设为上述范围。
在磁性层4a的磁性颗粒42中,除了Co、Cr、Pt以外,还可以包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re中的1种以上的元素。通过包含上述元素,可以促进磁性颗粒42的微细化,或提高结晶性、取向性,可以得到适于更高密度记录的记录再现特性、热起伏特性。
另外,磁性颗粒42中所含的除了Co、Cr、Pt以外的上述元素的合计含量优选为8at%以下。如果上述元素的合计含量超过8at%,则在磁性颗粒42中形成除了hcp相以外的相,因此磁性颗粒42的结晶性及取向性紊乱,结果无法得到适于高密度记录的记录再现特性及热起伏特性,因此不优选。
作为适于磁性层4a的材料,例如,除了90(Co14Cr18Pt)-10(SiO2){以包含Cr含量14at%、Pt含量18at%、余量为Co的磁性颗粒为1种化合物计算的摩尔浓度为90mol%、包含SiO2的氧化物组成为10mol%}、92(Co10Cr16Pt)-8(SiO2)、94(Co8Cr14Pt4Nb)-6(Cr2O3)以外,还可以举出(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,构成垂直磁性层4的磁性层4b也与磁性层4a同样地为粒状结构的磁性层,优选包含含有Co、Cr、Pt的磁性颗粒(具有磁性的晶体颗粒)42和氧化物41。
磁性层4b中所含的氧化物41可以使用与磁性层4a中所含的氧化物41同样的物质。
构成磁性层4b的磁性颗粒42优选分散于磁性层4b中。磁性颗粒42优选形成上下贯穿磁性层4a、4b、以及磁性层4c的柱状结构。通过形成这种结构,磁性层4b的磁性颗粒42的取向性及结晶性变得良好,结果可得到适于高密度记录的信噪比(S/N比)。
对于磁性层4b中的氧化物41的含量,相对于构成磁性颗粒42的例如Co、Cr、Pt等的化合物的总量,优选为3mol%以上且18mol%以下,进一步优选为6mol%以上且13mol%以下。磁性层4b中的氧化物41的含量优选为上述范围的原因与构成垂直磁性层4的磁性层4a中的氧化物41的含量相同。
磁性层4b中的Cr的含量优选为4at%以上且18at%以下(进一步优选为8at%以上且15at%以下)。将Cr的含量设为上述范围的理由是,不会使磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku过低,而且,维持较高的磁化,结果可得到适于高密度记录的记录再现特性和充分的热起伏特性。
另一方面,在磁性层4b中的Cr的含量超过上述范围的情况下,由于磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku减小,因此热起伏特性变差,另外,磁性颗粒42的结晶性及取向性变差,结果记录再现特性变差,因此不优选。另外,在Cr的含量低于上述范围的情况下,由于磁性颗粒42的磁各向异性常数Ku变高,因此垂直矫顽力变得过高,在记录数据时不能用磁头充分写入,结果变为不适于高密度记录的记录特性(OW),因此不优选。
磁性层4b中的Pt的含量优选为10at%以上且22at%以下。如果Pt的含量低于10at%,则无法获得为了得到适于高密度记录的热起伏特性而垂直磁性层4所需的磁各向异性常数Ku,因此不优选。如果Pt的含量超过22at%,则在磁性颗粒42的内部产生层叠缺陷,其结果,磁各向异性常数Ku变低。另外,在Pt的含量超过上述范围的情况下,在磁性颗粒42中形成fcc结构的层,担心损害结晶性及取向性,因此不优选。因而,为了得到适于高密度记录的热起伏特性及记录再现特性,优选将磁性层4b中的Pt的含量设为上述范围。
在磁性层4b的磁性颗粒42中,与磁性层4a的磁性颗粒42同样地除了Co、Cr、Pt以外,还可以包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re中的1种以上的元素。通过包含上述元素,可以促进磁性颗粒42的微细化、或提高结晶性、取向性,可以得到适于更高密度记录的记录再现特性、热起伏特性。
另外,对于磁性层4b的磁性颗粒42中所含的除了Co、Cr、Pt以外的上述元素的合计含量,基于与磁性层4a的磁性颗粒42相同的原因,优选为8at%以下。
对于构成垂直磁性层4的磁性层4c,如图3所示,优选包含含有Co、Cr的磁性颗粒(具有磁性的晶体颗粒)42且不包含氧化物41。磁性层4c中的磁性颗粒42优选由磁性层4a中的磁性颗粒42呈柱状外延生长。在这种情况下,优选磁性层4a~4c的磁性颗粒42在各层中1对1对应地呈柱状外延生长。另外,磁性层4b的磁性颗粒42由磁性层4a中的磁性颗粒42外延生长,由此磁性层4c的磁性颗粒42被微细化,进而结晶性及取向性得到提高。
磁性层4c中的Cr的含量优选为10at%以上且24at%以下。通过将Cr的含量设为上述范围,可以充分确保数据再现时的输出,进而可以得到良好的热起伏特性。另一方面,在Cr的含量超过上述范围的情况下,磁性层4c的磁化变得过小,因此不优选。另外,在Cr含量低于上述范围的情况下,没有充分地产生磁性颗粒42的分离及微细化,记录再现时的噪声增大,不能得到适于高密度记录的信噪比(S/N比),因此不优选。
另外,在构成磁性层4c的磁性颗粒42是除了Co、Cr以外还包含Pt的材料的情况下,磁性层4c中的Pt的含量优选为8at%以上且20at%以下。在Pt的含量为上述范围的情况下,可以得到适于高记录密度的充分的矫顽力,进而可以维持记录再现时的高再现输出,结果可得到适于高密度记录的记录再现特性及热起伏特性。另一方面,如果磁性层4c中的Pt的含量超过上述范围,则在磁性层4c中形成fcc结构的相,担心损害结晶性及取向性,因此不优选。另外,在Pt的含量低于上述范围的情况下,无法获得用于得到适于高密度记录的热起伏特性的磁各向异性常数Ku,因此不优选。
构成磁性层4c的磁性颗粒42为非粒状结构,除了Co、Cr、Pt以外,还可以包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mn中的1种以上的元素。通过包含上述元素,可以促进磁性颗粒42的微细化,或提高结晶性、取向性,可以得到适于更高密度记录的记录再现特性及热起伏特性。
另外,磁性层4c的磁性颗粒42中所含的除了Co、Cr、Pt以外的上述元素的合计含量优选为16at%以下。如果上述元素的合计含量超过16at%,则在磁性颗粒42中形成除了hcp相以外的相。因此,磁性颗粒42的结晶性及取向性紊乱,结果无法得到适于高密度记录的记录再现特性、热起伏特性,因此不优选。
作为适于磁性层4c的材料,尤其可以举出CoCrPt系、CoCrPtB系。作为CoCrPtB系,Cr和B的合计含量优选为18at%以上且28at%以下。
作为适于磁性层4c的材料,例如,在CoCrPt系中,优选Co14~24Cr8~22Pt{Cr含量14~24at%、Pt含量8~22at%、余量为Co},在CoCrPtB系中,优选Co10~24Cr8~22Pt0~16B{Cr含量10~24at%、Pt含量8~22at%、B含量0~16at%、余量为Co}。
作为适于磁性层4c的其他体系,在CoCrPtTa系中,可以举出Co10~24Cr8~22Pt1~5Ta{Cr含量10~24at%、Pt含量8~22at%、Ta含量1~5at%、余量为Co},在CoCrPtTaB系中,可以举出Co10~24Cr8~22Pt1~5Ta1~10B{Cr含量10~24at%、Pt含量8~22at%、Ta含量1~5at%、B含量1~10at%、余量为Co},除此以外,还可以举出CoCrPtBNd系、CoCrPtTaNd系、CoCrPtNb系、CoCrPtBW系、CoCrPtMo系、CoCrPtCuRu系、CoCrPtRe系等的材料。
保护层
在垂直磁性层4上形成有保护层5。保护层5用于防止垂直磁性层4的腐蚀,并且防止磁头与磁记录介质接触时的介质表面损伤。作为保护层5,可以使用目前公知的材料,可以使用例如包含C、SiO2、ZrO2的材料。使保护层5的厚度为1~10nm可以减小磁头与磁记录介质的距离,因此从高记录密度的观点考虑为优选。
润滑层
在保护层5上形成有润滑层6。润滑层6优选使用例如全氟聚醚、氟化醇、氟化羧酸等润滑剂。
磁记录介质的制造方法
为了制造图1所示的磁记录介质,首先,在非磁性基板1上,用例如溅射法等形成密合层。接着,在密合层上用例如溅射法等形成软磁性基底层2。其后,在软磁性基底层2上用例如溅射法等形成晶种层。接着,在晶种层上形成取向控制层3。
在形成取向控制层3的工序中首先进行利用溅射法在溅射气压0.1Pa~3Pa的范围内形成低气压层的子工序,所述低气压层包含Ru或以Ru为主要成分的材料。对于在形成低气压层的子工序中使用的溅射气压,可以设为用2步成膜形成取向控制层时通常进行溅射的范围。
在本实施方式中,由于形成低气压层3a时的溅射气压为0.1Pa~3Pa的范围内,因此,可充分得到将构成垂直磁性层4的磁性颗粒42微细化的效果,并且,具有足够高的硬度。
如果低气压层3a的溅射气压低于上述范围,则有时低气压层3a的取向性降低,将构成垂直磁性层4的磁性颗粒42微细化的效果变得不充分。另外,如果低气压层3a的溅射气压超过上述范围,则低气压层3a的结晶性降低,低气压层3a的硬度变低,磁记录介质的可靠性下降。
作为用溅射法使低气压层3a成膜时使用的溅射气体,优选使用Ar、Kr或Xe中的任一种以上。在使用选自Ar、Kr或Xe中的2种以上作为使低气压层3a成膜时使用的溅射气体的情况下,可以使用例如相对于Ar含有40体积%以上的Kr、30体积%以上的Xe的溅射气体。
需要说明的是,由于Kr及Xe比Ar的电离能低,因此,在低气压下也容易发生电离,因原子量大而可以形成高能量的溅射颗粒。进而,与Kr相比,Xe可以形成高能量的溅射颗粒。因而,在使用选自Ar、Kr或Xe中的2种以上作为溅射气体的情况下,优选溅射气体中尽可能多地含有Kr或Xe,最优选使用100%的Xe。
接着,进行在低气压层3a上利用溅射法形成具有粒状结构的高气压层3b(粒状层)的子工序,所述高气压层3b(粒状层)包含B2O3等熔点1000℃以下的氧化物、包含Ru或以Ru为主要成分的材料。
形成高气压层3b的子工序优选在比形成低气压层3a的工序高、并且为3Pa以上且6Pa以下的溅射压下进行。在3Pa的溅射压下进行形成低气压层3a的子工序时,在超过3Pa的溅射压下进行形成高气压层3b的子工序。
作为用溅射法使高气压层3b成膜时使用的溅射气体,可以使用在用溅射法使低气压层3a成膜时使用的溅射气体相同的溅射气体。
在本实施方式中,高气压层3b包含熔点1000℃以下的氧化物、包含Ru或以Ru为主要成分的材料、且具有粒状结构。因此,高气压层3b中所含的熔点1000℃以下的氧化物容易环绕在Ru的周围。由此,容易得到Ru或以Ru为主要成分的颗粒的偏析结构。因而,在本实施方式中,即使使溅射气压低为6Pa以下的范围内,也可得到晶体颗粒充分分离的高气压层3b,可以形成能将在其上生长的垂直磁性层4的柱状结构的磁性颗粒微细化的高气压层3b。
因而,在本实施方式中,可以抑制由提高溅射气压而导致的高气压层3b硬度的下降,提高磁记录介质的可靠性。
另外,在本实施方式中,由于可以使形成高气压层3b时的溅射气压低为6Pa以下的范围,因此,可以降低高气压层3b的生长表面的表面粗糙度。其结果,可得到用原子力显微镜(AFM)测定时的表面粗糙度(Ra)为3埃以下的具有平滑表面的磁记录介质,可得到磁头的浮起运行稳定性,提高电磁转换特性。
如果高气压层3b的溅射气压超过上述范围,则担心由取向控制层3的取向变差而引起静态磁特性下降,高气压层3b的硬度变得不充分,并且无法得到良好的热起伏特性。
在高气压层3b的溅射气压低于形成低气压层3a的工序的情况下,担心不能充分得到在形成高气压层3b之前形成低气压层3a带来的提高高气压层3b的取向性的效果。
接着,在高气压层3b上形成非磁性基底层8。非磁性基底层8优选用溅射法来形成。由此,可以以与取向控制层3的低气压层3a及高气压层3b的柱状晶连续的柱状晶的形式,使非磁性基底层8在取向控制层3的高气压层3b上容易地外延生长。
接着,在非磁性基底层8上形成易磁化轴相对于非磁性基板1主要垂直地取向的垂直磁性层4。形成垂直磁性层4的工序是以与构成取向控制层3的晶体颗粒一同形成沿厚度方向连续的柱状晶的方式使晶体颗粒进行晶体生长的工序。垂直磁性层4(磁性层4a~4c及非磁性层7a、7b)优选用溅射法来形成。由此,可以以与取向控制层3的低气压层3a及高气压层3b的柱状晶连续的柱状晶的形式,使垂直磁性层4在非磁性基底层8上容易地外延生长。
保护层5可以用例如CVD(化学气相沉积)法等来形成。
润滑层6可以用例如浸渍法等来形成。
需要说明的是,在本实施方式中,对在形成取向控制层3的高气压层3b的工序之前形成低气压层3a的情况举例进行了说明,但取向控制层3也可以不包含低气压层3a,也可以不形成低气压层3a。
磁记录再现装置
图4是表示应用本发明的磁记录再现装置的一个例子。
该磁记录再现装置具备:通过上述的制造方法制造的如图1示例的磁记录介质50、使磁记录介质50旋转驱动的介质驱动部51、对磁记录介质50进行信息的记录再现的磁头52、使该磁头52相对磁记录介质50进行相对运动的磁头驱动部53、和记录再现信号处理系统54。
记录再现信号处理系统54能够对从外部输入的数据进行处理并将记录信号送至磁头52,对来自磁头52的再现信号进行处理并将数据送至外部。作为磁头52,可以使用具有利用了巨磁阻效应(GMR)的GMR元件等作为再现元件的、适于更高记录密度的磁头。
图4所示的磁记录再现装置具备通过本发明的磁记录介质的制造方法制造的如图1示例的磁记录介质50、和对磁记录介质50进行信息的记录再现的磁头52。因此,成为具备能进行更高记录密度化的可靠性高的磁记录介质50的优异装置。
实施例
下面,通过实施例进一步阐明本发明的效果。需要说明的是,本发明并不限定于下面的实施例,在不变更其主旨的范围内可以进行适当变更来实施。
实施例1~25、比较例1~15
通过以下所示的制造方法,制作实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质并进行评价。
首先,将洗涤后的玻璃基板(KONICA MINOLTA公司制造、外形2.5英寸)收纳在DC磁控管溅射装置(ANELVA公司制造的C-3040)的成膜室内,将成膜室内排气至到达真空度1×10-5Pa。
其后,在该玻璃基板上,用Cr靶、通过溅射法(气压0.8Pa(在实施例1~25、比较例1~15中,全部使用Ar作为溅射气体))成膜为层厚10nm的密合层。
接着,在密合层上,用Co-20Fe-5Zr-5Ta{Fe含量20at%、Zr含量5at%、Ta含量5at%、余量为Co}的靶,在100℃以下的基板温度下,通过溅射法(气压0.8Pa)成膜为层厚25nm的软磁性层,在其上以层厚0.7nm成膜为Ru层,进而成膜为包含Co-20Fe-5Zr-5Ta的层厚25nm的软磁性层,将其作为软磁性基底层。
接下来,在软磁性基底层上,通过溅射法(气压0.8Pa)成膜为层厚10nm的包含Ni5W的膜作为晶种层。
接着,在晶种层上形成作为取向控制层的低气压层和高气压层。
首先,在晶种层上,通过溅射法(气压0.8Pa)成膜为层厚10nm的Ru作为低气压层。
接着,在低气压层上,通过溅射法以表2所示的材料及气压成膜为层厚10nm的高气压层。
其后,在取向控制层上形成垂直磁性层。
首先,在取向控制层的高气压层上,以溅射气压为2Pa、层厚9nm成膜为(Co15Cr16Pt)91-(SiO2)6-(TiO2)3{使Cr含量15at%、Pt含量16at%、余量为Co的合金为91mol%、包含SiO2的氧化物为6mol%、包含TiO2的氧化物为3mol%}的组成的粒状结构的下层磁性层。
接着,在磁性层上成膜为包含(Co30Cr)88-(TiO2)12的层厚0.3nm的非磁性层。
接着,在非磁性层上,以溅射气压为2Pa成膜为包含(Co11Cr18Pt)92-(SiO2)5-(TiO2)3的粒状结构的层厚6nm的中层磁性层。
接着,在磁性层上,成膜为包含Ru的层厚0.3nm的非磁性层。
接着,在非磁性层上,使用包含Co20Cr14Pt3B{Cr含量20at%、Pt含量14at%、B含量3at%、余量为Co}的靶,以溅射气压为0.6Pa成膜为层厚7nm的上层磁性层。
接着,利用CVD法成膜为层厚3.0nm的包含C的保护层,接下来,利用浸渍法成膜为包含全氟聚醚的层厚2nm的润滑层,制作成实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质。
对于由此制造的实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质,测定中层的粒状结构的磁性层的晶体粒径。具体而言,对于实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质,在形成包含(Co11Cr18Pt)92-(SiO2)5-(TiO2)3的中层的粒状结构的磁性层后,将基板从溅射装置内取出,利用剖面TEM观察测定中层的粒状结构的磁性层的磁耦合了的平均晶体粒径。
将其结果示于表2。
另外,对于实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质,用美国GUZIK公司制造的读写仪RWA1632及自旋支架S1701MP,进行作为记录再现特性的SNR(信噪比(S/N比))的评价。
需要说明的是,对于磁头,使用在写入侧用单极磁极、在读出侧用TMR元件的磁头。对于信噪比(S/N比),在记录密度750kFCI下进行测定。对于记录特性(OW),首先,写入750kFCI的信号,接着覆盖上100kFCI的信号,通过频率滤波器取出高频率成分,根据其残留比例评价数据的写入能力。
将实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质的SNR结果示于表2。
另外,对于实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质,用原子力显微镜(AFM)测定表面粗糙度。将其结果示于表2。
另外,对于实施例1~25、比较例1~15的磁记录介质,作为构成取向控制层的膜的硬度的评价,评价磁记录介质的耐划伤(伤痕)性。具体而言,使用KubotaComps公司制造的SAF测试仪及Candela公司制造的光学表面分析仪(OSA),在磁盘转速5000rpm、气压100Torr、室温这样的测定条件下,在用SAF测试仪负载磁头的状态下保持2000秒,其后,用OSA计数划痕的条数。将其结果示于表2。
[表2]
如表2所示,在高气压层为包含Ru或以Ru为主要成分的材料和作为熔点1000℃以下的氧化物的B2O3、具有粒状结构的粒状层的实施例1~5中,在高气压层的溅射气压为3Pa~10Pa的情况下,经磁耦合的平均晶体粒径为27.5nm以下,可以确认被充分微细化。尤其在实施例1~5中,在高气压层的溅射气压为6Pa以下的情况下,与不含氧化物的比较例1~5、包含作为熔点超过1000℃的氧化物的Cr2O3的比较例6~10、包含作为熔点超过1000℃的氧化物的TiO2的比较例11~15相比,经磁耦合的平均晶体粒径小。
进而,在高气压层为包含以Ru为主要成分的材料和作为熔点1000℃以下的氧化物的In2O3、具有粒状结构的粒状层的实施例6~10、及包含以Ru为主要成分、含10体积%的Cr的材料和13体积%的作为熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物的B2O3、具有粒状结构的粒状层的实施例11~15中,同样在高气压层的溅射气压为6Pa以下的情况下,与上述比较例相比,经磁耦合的平均晶体粒径也小。
另外,如表2所示,在实施例1~25中,可得到足够大的SNR,与比较例1~15相比,即使在使高气压层的溅射气压降低的情况下SNR的变化也少,在为6Pa以下的情况下,SNR为17.5dB以上。
进而,如表2所示,在实施例1~25中,与比较例1~15相比,可以确认划痕的条数均少,硬度高。
进而,如表2所示,在实施例1~25中,用原子力显微镜(AFM)对表面进行测定得到的表面粗糙度(Ra)为3埃以下,与比较例1~15相比,可以确认表面粗糙度小。
Claims (9)
1.一种磁记录介质的制造方法,其特征在于,其至少具备以下工序:形成取向控制层的工序,在非磁性基板上形成控制正上方的层的取向性的取向控制层;和形成垂直磁性层的工序,形成易磁化轴相对于所述非磁性基板主要垂直地取向的垂直磁性层,其中,
所述形成取向控制层的工序包括利用溅射法形成具有粒状结构的粒状层的子工序,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,
所述形成垂直磁性层的工序是以与构成所述取向控制层的晶体颗粒一同形成沿厚度方向连续的柱状晶的方式使晶体颗粒进行晶体生长的工序。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,所述熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物是熔点为450℃以上且850℃以下的氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,所述熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物是B2O3或In2O3中的任一种。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,在3Pa以上且6Pa以下的溅射压下进行所述形成粒状层的工序。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,所述形成取向控制层的工序包括在所述形成粒状层的工序之前、利用溅射法在溅射气压0.1Pa~3Pa的范围内形成低气压层的子工序,所述低气压层包含Ru或以Ru为主要成分的材料,
在比所述形成低气压层的工序高的溅射压下进行所述形成粒状层的工序。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,所述粒状层包含合计为2体积%~20体积%的范围内的熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的磁记录介质的制造方法,其特征在于,在层叠所述垂直磁性层的工序中,利用溅射法形成垂直磁性层。
8.一种磁记录介质,其特征在于,其在非磁性基板上至少具备:控制正上方的层的取向性的取向控制层、和易磁化轴相对于所述非磁性基板主要垂直地取向的垂直磁性层,其中,
所述取向控制层包含具有粒状结构的粒状层,所述粒状层包含Ru或以Ru为主要成分的材料和熔点为450℃以上且1000℃以下的氧化物,
所述垂直磁性层包含与构成所述取向控制层的晶体颗粒一同沿厚度方向连续的柱状晶,
用原子力显微镜对所述磁记录介质的表面进行测定得到的表面粗糙度即Ra为3埃以下。
9.一种磁记录再现装置,其特征在于,其具备权利要求8所述的磁记录介质和对所述磁记录介质进行信息的记录再现的磁头。
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