CN104167215B - 磁性记录介质及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁性记录介质及其制造方法。提供了一种磁性记录介质，该磁性记录介质包括：基体；籽晶层；基础层；以及记录层，该籽晶层被设置在基体与基础层之间，该籽晶层具有非晶态、包括包含Ti、Cr和O的合金，并且基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在籽晶层中Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。此外，还提供了该磁性记录介质的制造方法。

Description

磁性记录介质及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月27日提交的日本优先权专利申请JP2013-272778的权益，通过引用将其全部内容结合与本文中。

技术领域

本技术涉及磁性记录介质及其制造方法。更具体地，本技术涉及具有籽晶层的磁性记录介质及其制造方法。

背景技术

近年来，随着IT(信息技术)社会的发展、图书馆和档案的计算机化以及商业文件存储时期的延长，极其需要具有更高容量的用于存储数据的磁带介质。另外，需要被称为“绿色存储”的存储系统，该系统具有降低的功耗并且有益于环境。

目前，主要使用其中利用磁性粉末涂覆非磁性支撑体的涂覆型磁带介质作为用于存储数据的磁带介质。为了提高每一盒式磁带的存储容量，必须通过将微粒子化磁性粉末来提高表面记录密度。在目前能够使用的涂覆方法中，采用具有10nm以下粒度的微粒难以形成薄膜。

提出了一种垂直磁性记录介质，其中通过溅射高磁性异向性CoCrPt类金属材料而在非磁性支撑体上形成膜，并且该材料结晶定向于垂直于非磁性支撑体的表面的方向上。在垂直磁性记录介质中，改善磁性记录介质的定向性和磁性特性是必要的。近来，已经探索各种技术以满足该需求。例如，日本专利申请公开第2005-196885号公开一种磁性记录介质，该磁性记录介质包括其上连续形成至少非晶层、籽晶层、基础层、磁性层和保护层的非磁性支撑体。而且，它还公开了由Ti、Cr、Mo、W、Zr、Ti合金、Cr合金和Zr合金形成的籽晶层、由Ru形成的基础层以及具有粒状结构磁性层。

发明内容

因此，期望提供一种具有改善的磁性特性的磁性记录介质及其制造方法。

根据本技术的第一实施方式，提供一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；以及

记录层，籽晶层被设置在基体与基础层之间，籽该晶层具有非晶态，、包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在籽晶层中Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

根据本技术的第二实施方式，提供了一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；以及

记录层，籽晶层被设置在基体与基础层之间，该籽晶层具有非晶态，且包括包含Ti和Cr的合金，以及基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％。

根据本技术的第三实施方式，提供一种磁性记录介质，包括：

基体；

具有非晶态并且包含Ti和Cr的层；

基础层；以及

记录层，包含Ti和Cr的层被设置在基体与基础层之间，并且基于Ti和Cr的总量，在包含Ti和Cr的层中Ti的百分比为30原子％至100原子％。

根据本技术的第四实施方式，提供了一种磁性记录介质的制造方法，包括：

以卷对卷的方法在基体上连续形成籽晶层、基础层和记录层，籽晶层具有非晶态并且包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在所述籽晶层中Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

根据本技术的第五实施方式，提供一种磁性记录介质的制造方法，包括：

在沿着旋转体的外表面传送基体的同时在所述基体的表面上层压多个薄膜，连续地形成所述多个薄膜中的至少两层。

在本技术中，籽晶层、基础层和记录层均可以具有单层结构或多层结构。从进一步改善磁性记录介质的磁性特性以及/或者记录和再生特性的立足点出发，期望使用多层结构。考虑到生产力，期望使用多层结构中的双层结构。

在本技术中，期望磁性记录介质还包括设置在籽晶层与基础层之间的软磁性层。软磁性层可以具有单层结构或多层结构。从进一步改善记录和再生特性的立足点出发，期望使用多层结构。期望地，具有多层结构的软磁性层包括第一软磁性层、中间层和第二软磁性层，并且中间层被设置在第一磁性层与第二磁性层之间。当磁性记录介质还包括软磁性层时，期望另一个籽晶层被设置在软磁性层与基础层之间。

在本技术中，期望籽晶层、基础层和记录层中的至少两层以卷对卷的方法连续形成。更期望地，所有的三层都以卷对卷的方法连续形成。当磁性记录介质还包括软磁性层时，期望籽晶层、软磁性层和记录层中的至少两层以卷对卷的方法连续形成。更期望地，所有的三层都以卷对卷的方法连续地形成。

在本技术中，具有非晶态并包含Ti和Cr的籽晶层被设置在基体与基础层之间。这能够抑制吸附在基体上的O₂气体和H₂O对基础层的影响并且能够在基体的表面上形成光滑的金属表面。

如附图中所示，根据本技术的最优模式实施方式的以下详细描述，本技术的这些和其他目标、特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本技术第一实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图；

图2是示出了用于制造根据本技术第一实施方式垂直磁性记录介质的溅射设备的构造实例的示意图；

图3是示意性地示出了根据本技术第二实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图；

图4是示出了实施例1以及比较例1和2中磁带的基础层的X射线衍射的结果的曲线图；

图5是示出了实施例1和2以及比较例3中磁性特性对磁带的籽晶层中氧含量的依赖性的曲线图；

图6是示出了实施例2至4以及比较例4中磁性特性对磁带的籽晶层中Ti含量的依赖性的曲线图；

图7是示出了实施例4和5中磁带的记录和再生特性的曲线图；

图8是示意性地示出了根据本技术第三实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图；

图9是示意性地示出了根据本技术的第四实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图；以及

图10是示意性地示出了根据本技术的第五实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术的实施方式。

将按以下顺序描述本技术的实施方式。

1.第一实施方式(具有单层籽晶层的垂直磁性记录介质的实例)

1.1概要

1.2垂直磁性记录介质的构造

1.3溅射设备的构造

1.4垂直磁性记录介质的制造方法

1.5优势

2.第二实施方式(具有双层籽晶层的垂直磁性记录介质的实例)

2.1垂直磁性记录介质的构造

2.2优势

3.第三实施方式(具有双层基础层的垂直磁性记录介质的实例)

3.1垂直磁性记录介质的构造

3.2优势

3.3变形例

4.第四实施方式(具有单层软磁性底层的垂直磁性记录介质的实例)

4.1垂直磁性记录介质的构造

4.2优势

4.3变形例

5.第五实施方式(具有多层软磁性底层的垂直磁性记录介质的实例)

5.1垂直磁性记录介质的构造

5.2优势

5.3变形例

<1.第一实施方式>

[1.1概要]

为了减小磁性记录层的定向分散，基础层至关重要。原因是：(1)选择具有良好定向性的基础层来改善磁性记录层的定向，以及(2)基础层中与磁性记录介质的晶格常数的良好匹配改善基础层与磁性记录层之间的界面粘接，由此抑制初始生长层的形成。因此，期望基础层改善磁性记录层的定向性并且同时抑制初始生长层的形成。

近几年，为了获得主要用作垂直磁性记录介质的记录层的材料的粒状结构，从形态学的角度来看，基础层至关重要。在本文中，粒状结构指其中非磁性体包围强磁性柱的结构。当使用具有粒状结构的用于记录层的材料时，除了上述两种作用，同时还期望基础层增强粒状结构。

例如，通常使用Ru或者Ru合金作为具有粒状结构的磁性记录介质的基础层。Ru具有六方密堆积(hcp)结构，该结构是与经常用作磁性记录层的Co类合金相同的晶体结构。因此，晶格常数的匹配相对良好。

然而，当基础层直接形成在磁性记录介质的基体上时，由于吸附在基体表面上的O₂或H₂O以及基体表面上的局部凹凸的影响，基础层的定向性明显降低。为了改善基础层的定向性，本发明人已经反复认真地进行了研究。因此，本发明人已经发现可以通过在基体与基础层之间设置包括包含Ti和Cr的合金且处于非晶状态的籽晶层来改善基础层的定向性，即：可以改善磁性特性。

通过本发明人对具有上述籽晶层的磁性记录介质的进一步研究，发现磁性记录介质中基础层的定向性的降低取决于籽晶层的组成。由于本发明人对籽晶层的组成的又进一步研究，发现基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量通过将Ti的百分比限制在30原子％至100原子％来防止基础层的定向性的降低。

此外，通过本发明人对包含杂质氧的籽晶层的深入研究，发现基于包含在籽晶层中的Ti、Cr和O的总量通过将O的百分比限制在15原子％以下来防止基础层的定向性的降低。

考虑到上述情况，根据实施方式，本发明人已经完成磁性记录介质。[1.2垂直磁性记录介质的构造]

图1是示意性地示出了根据本技术第一实施方式的磁性记录介质的构造实例的截面图。如图1中所示，磁性记录介质是所谓的单层垂直磁性记录介质，并且包括基体11、形成在基体11的表面上的籽晶层12、形成在籽晶层12的表面上的基础层13、形成在基础层13的表面上的磁性记录层14、形成在磁性记录层14的表面上的保护层15以及形成在保护层15的表面上的顶部涂层16。应注意，不具有软磁性底层的记录介质被称为“单层垂直磁性记录介质”，并且具有软磁性底层的记录介质被称为“双层垂直磁性记录介质”。

磁性记录介质能够适合用作用于数据存档的存储介质，预计该存储介质将来的需求将上升。磁性记录介质可以提供50Gb/in²的表面记录密度，这是现在用于存储的涂覆型磁带的10倍或更大。当具有这样的表面记录密度的磁性记录介质被用来配置具有线性记录系统的通用数据盘盒时，使诸如每数据盘盒50TB以上的大容量存储记录成为可能。期望磁性记录介质用于使用环状记录头和巨磁阻(GMR)型再生头的记录和再生设备。

1.3溅射设备的配置

(基体)

例如，用于支撑体的基体11是拉长的膜。期望使用具有弹性的非磁性基体作为基体11。可以使用用于通用的磁性记录介质的弹性聚合物树脂材料作为无磁性基体的材料。聚合物材料的实例包括聚酯、聚烯烃、纤维素衍生物、乙烯类树脂、聚酰亚胺、聚酰胺和聚碳酸酯。

(籽晶层)

籽晶层12被设置在基体11与基础层13之间。籽晶层12包括包含Ti和Cr的合金。该合金具有非晶态。具体地，籽晶层12包括包含Ti和Cr的合金并且具有非晶态。该合金还可以包含O(氧)。当通过诸如溅射法的成膜法来形成籽晶层12时，氧是包含在籽晶层12中的少量杂质氧。应注意，“籽晶层”不是指形成用于晶体生长的具有与基础层13相似的晶体结构的中间层，而是通过籽晶层12的平坦性和非晶态来改善基础层13的垂直定向性的中间层。“合金”意味着包含Ti和Cr的固体溶液、共熔体、以及金属间化合物中的至少一种。“非晶态”意味着通过电子衍射法观察到晕圈(halo)但未指定晶体结构。

包括包含Ti和Cr的合金并具有非晶态的籽晶层12有效抑制吸附在基体11上的O₂气体或H₂O的影响并且降低基体11的表面上的凹凸，由此在基体11的表面上形成金属性的平滑面。这使基础层13的垂直定向性得以改善。应注意，当籽晶层12具有晶态时，支柱明显沿着晶体生长来形成，基体11的表面的凹凸变得明显，并且使基础层13的晶体定向恶化。

基于包含在籽晶层12中的Ti、Cr和O(氧)的总量，期望O的百分比在15原子％(at％)或更少，更期望在10at％(at％)或更少。如果O的百分比超过15at％，则TiO₂晶体生长，这影响形成在籽晶层12的表面上的基础层13的晶体形核，从而导致基础层13的定向性明显降低。

基于包含在籽晶层12中的Ti和Cr的总量，期望Ti的百分比在30at％至100at％，更期望在50at％至100at％。如果Ti的百分比低于30％，则Cr的体心立方晶格(bcc)结构的(100)平面是定向的，这导致形成在籽晶层12的表面上的基础层13的定向性降低。

可以如下确定每个元素的百分比：使用离子束从顶部涂层16蚀刻磁性记录介质。通过俄歇电子谱分析蚀刻过的籽晶层12的最外面的表面以相对于膜厚度来提供平均原子数比率作为每个元素的比率。具体地，分析Ti、Cr和O三个元素的元素含量以通过百分比识别元素含量。

被包括在籽晶层12中的合金还可以包含除Ti和Cr外的元素作为添加元素。添加元素的实例包括选自Nb、Ni、Mo、Al和W组成的组中的一种或多种元素。

(基础层)

期望地，基础层13具有与磁性记录层14相同的晶体结构。当磁性记录层14包括Co类合金时，基础层13包括具有与Co类合金相似的六方密堆积(hcp)结构的材料。期望地，结构的c轴定向于对于膜表面的垂直方向上(膜的厚度方向上)。这是因为磁性记录层14的定向性可以改善，并且可以为在基础层13与磁性记录层14之间的晶格常数提供相对良好的匹配。期望使用包含Ru的材料作为具有六方密堆积(hcp)结构的材料。具体地，期望单独地使用Ru或者使用Ru合金。Ru合金的实例包括Ru合金氧化物，例如：Ru-SiO₂、Ru-TiO₂和Ru-ZrO₂。

(磁性记录层)

就改善记录密度而言，期望磁性记录层14是具有包括Co类合金的粒状磁性记录层的磁性记录介质。粒状磁性层由包括Co类合金的铁磁晶体颗粒以及包围铁磁晶体颗粒的非磁性晶界(非磁性体)组成。具体地，粒状磁性层由包含Co类合金的支柱(柱状晶体)以及包围支柱并磁性地将各支柱隔开的非磁性晶界(例如，诸如SiO₂的氧化物)组成。通过这种结构，可以提供其中每个支柱被磁性地隔开的磁性记录层14。

Co类合金具有六方密堆积(hcp)结构，该结构具有定向于垂直于膜表面的方向上(膜厚度方向上)的c轴。期望使用至少包括Co、Cr和Pt的CoCrPt类合金作为Co类合金。CoCrPt类合金不受特别限制，并且CoCrPt类合金还可以包括添加元素。添加元素的实例包括选自由Ni和Ta组成的组中的至少一种或多种元素。

包围铁磁晶体颗粒的非磁性晶界包括非磁性金属材料。本文中，金属包括半金属。可以使用金属氧化物和金属氮化物中的至少一个作为非磁性金属材料。从更稳定地保持粒状结构的立足点出发，期望使用金属氧化物。金属氧化物包含选自由Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、Y和Hf组成的组中的至少一个或多个元素，并且期望至少包括Si氧化物(即，SiO₂)。特定实例包括SiO₂、Cr₂O₃、CoO、Al₂O₃、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂和HfO₂。金属氮化物包括选自由Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、Y和Hf组成的组中的至少一个或多个元素。具体实例包括SiN、TiN和AlN。为了更稳定地保持粒状结构，期望非磁性晶界包含金属氧化物。

从进一步改善SNR(信噪比)的立足点出发，被包括在铁磁晶体颗粒中的CoCrPt类合金以及被包括在非磁性晶界中的Si氧化物具有以下化学式(1)所示的平均组成：

(Co_xPt_yCr_100-x-y)_100-z-(SiO₂)_z···(1)

(在式子(1)中，x、y和z具有69≤x≤72、12≤y≤16、9≤z≤12的值)。

可以如下确定上述组成：使用离子束从顶部涂层16蚀刻磁性记录介质。通过俄歇电子谱分析蚀刻过的磁性记录层12的最外面的表面以相对于膜厚度来提供平均原子数比率作为每个元素的比率。具体地，分析五种元素Co、Pt、Cr、Si和O的元素以通过百分比识别元素含量。

根据实施方式的磁性记录介质是不具有包括软磁性材料的底层(软磁性底层)的单层磁性记录介质。在这种磁性记录介质中，当磁性记录层14造成的在垂直方向上的反磁场的影响非常大时，在垂直方向的充分记录可能变得困难。反磁场与磁性记录层14的饱和磁化量(Ms)成正比增大。因此，为了减小反磁场，期望减小饱和磁化量Ms。然而，随着饱和磁化量Ms的减小，剩余的磁化量Mr减小以降低再生的输出。因此，期望从满足减小反磁场的影响(即，降低饱和磁化量Ms)以及能够提供充足的再生的输出的剩余磁化量Mr两者的立足点出发来选择被包括在磁性记录层14中的材料。通过上述式子(1)表示的平均组成，可以满足两种性质并且可以提供高SNR。

期望籽晶层12、基础层13和磁性记录层14之中至少相邻的两层以卷对卷的方法连续形成。更期望地，所有的三层以卷对卷的方法连续形成。这是因为可以进一步改善磁性特性以及记录和再生特性。

(保护层)

例如，保护层15包括碳材料或者二氧化硅(SiO₂)。从保护层15的膜强度的立足点出发，期望包括碳材料。保护层15的实例包括石墨、类金刚石碳(DLC)和金刚石。

(顶部涂层)

顶部涂层16例如包括润滑剂。润滑剂的实例包括硅酮类润滑剂、烃类润滑剂和氟化烃类润滑剂。

[1.3溅射设备的构造]

图2是示出了用于制造根据本技术的第一实施方式的垂直磁性记录介质的溅射设备的构造实例的示意图。溅射设备是用于形成籽晶层12、基础层13以及磁性记录层14的连续卷绕式溅射设备。如图2中所示，溅射设备包括成膜室21、为金属罐(旋转体)的鼓22、阴极23a至23c、供给筒24、绕线筒25、以及多个导辊27和28。例如，溅射设备是DC磁控溅射设备，但是溅射系统不限于此。

成膜室21经由排气口26被连接至真空泵(未示出)。排气口26将成膜室21内的大气设置至预定的真空度。旋转鼓22、供给筒24和绕线筒25设置在成膜室21内。在成膜室21内，导辊27被设置成引导基体11在供给筒24与鼓22之间移动，并且导辊28被设置成引导基体11在鼓22与绕线筒25之间移动。在溅射时，从供给筒24解绕的基体11通过导辊27、鼓22和导辊28被绕线筒25缠绕。鼓22具有圆柱形，并且拉长的基体11沿着圆柱形鼓22的外表面传送。例如，在鼓22中，设置了冷却机构(未示出)，并且在约-20℃下冷却。在成膜室21中，多个阴极23a至23c被设置成面向鼓22的外表面。将靶(target)设定至相应的阴极23a至23c。具体地，形成籽晶层12、基础层13以及磁性记录层14的靶分别被设定至阴极23a、23b和23c。通过阴极23a至23c同时形成多种膜，即，籽晶层12、基础层13和磁性记录层14。

在溅射时，成膜室21的气压被设定为约1x10^-5pa至5x10^-5pa。可以通过调整缠绕基体11的带线速度、引入在溅射时的Ar气体的压力(溅射气体压力)和输入功率来控制籽晶层12、基础层13和磁性记录层14中的每一个的膜厚度和特性(包括磁性特性)。期望带线速度在从约1m/min至10m/min的范围内。期望溅射气体压力在从约0.1pa至5pa的范围内。期望输入功率在约30mW/mm²至150mW/mm²的范围内。

当籽晶层12、基础层13和磁性记录层14连续形成在包括聚合物材料的薄的基体11上时，期望满足所有以下成膜条件(1)至(4)。

(1)期望鼓22的温度为10℃以下，更期望地为-20℃以下。在鼓22上利用电阻式温度检测器、线性电阻和热敏电阻通过为旋转体设置温度传感器来测量鼓22的温度。

(2)期望鼓22的外表面与基体11以22°以上至360°以下，更期望地以270°以上至360°以下的角θ接触。如图2中所示，角度被指定为绕中心轴在圆柱形鼓22的圆周方向上的角度。

(3)期望基体的张力是每1mm宽度4g/mm以上，更期望4g/mm以上至20g/mm以下。使用应变计测感器(张力传感器)通过将负载施加至导辊27、28的两侧作为参考来测量张力。

(4)期望籽晶层12、基础层13和磁性记录层14的最大动态率为70nm·m/min以下。动态率指膜厚度与供应速度的乘积。

通过满足上述(1)至(4)从而在溅射时防止基体11由于辐射热量而受损。具体地，可以防止基体11部分变形，或者在更严重的情况下，在成膜过程中，可以防止基体11切断。当如上述成膜条件(3)中所定义将张力的上限被设定为20g/mm以下时，在缠绕磁带之后，可以防止层压在基板11上的膜由于张力而裂开。

通过具有上述构造的溅射装置，籽晶层12、基础层13和磁性记录层14可以无序地或者以卷对卷的方法连续形成。从进一步改善磁性特性以及记录和再生特性的立足点出发，期望连续地形成膜。当连续地形成膜时，期望籽晶层12、基础层13和磁性记录层14之中至少相邻的两层以卷对卷的方法连续形成。更期望地，所有的三层都以卷对卷的方法连续形成。

在本文中，有序成膜意味着在形成相邻的下层(籽晶层12或基础层13)和上层(基础层13或磁性记录层14)时，不改变基础层的表面状态，具体地，不向基础层的表面施加任何力。具体地，在有序成膜的过程中，通过其中基体11从供给筒24解绕并通过绕线筒25经由鼓22缠绕的一个步骤，籽晶层12、基础层13和磁性记录层14连续形成在移动的基体11的表面上。

在另一方面，无序成膜意味着在形成相邻的下层(籽晶层12或基础层13)和上层(基础层13或磁性记录层14)的同时，改变基础层的表面状态，具体地，向基础层的表面施加任何力。具体地，如下进行无序成膜：从供给筒24解绕基体11，基础层形成在鼓22上的基体11的表面上，并且基体11被绕线筒25卷起。随后，基体11再次从绕线筒25解绕，上层形成在鼓22上的基体11的表面上，并且基体11由供给筒24缠绕。在此过程中，当基体11由绕线筒25缠绕时并且当基体11从绕线筒25解绕时，基础层的表面与导辊28相接触。当基体11被绕线筒25卷起时，基础层的表面与缠绕的基体11的后表面相接触。因此，基础层的表面条件改变。

[1.4磁性记录介质的制造方法]

例如，如下所述，可以制造根据本技术的第一实施方式的磁性记录层。

使用图2中所示的溅射装置，籽晶层12、基础层13和磁性记录层14可以形成在基体11上。具体地，如下形成膜：首先，成膜室21被抽真空至预定压力。随后，在将诸如Ar气体的工艺气体供应至成膜室21时，设置在阴极23a至23c的靶被溅射。连续在移动的基体11的表面上形成籽晶层12、基础层13和磁性记录层14。

在其中基体11从供给筒24解绕并通过鼓22被绕线筒25卷起的一个步骤中，期望籽晶层12、基础层13和磁性记录层14中的至少相邻的两层连续形成在移动基体11的表面上。更期望地，三层都以卷对卷的方法连续形成。当在其中基体11从供给筒24解绕并通过鼓22被绕线筒25卷起的一个步骤中形成相邻的两层(籽晶层12和基础层13)时，通过再次将基体11从绕线筒25解绕并由供给筒24卷起的进一步的步骤，剩余的一层(磁性记录层14)形成在鼓22上。

接下来，保护层15形成在磁性记录层14的表面上。保护层15可以通过化学气相淀积(CVD)法、物理汽相沉积(PVD)法等形成。

接下来，将润滑剂应用至保护层15的表面以形成顶部涂层16。可以通过包括凹版涂覆和浸渍涂覆等多种涂覆方法应用润滑剂。

以这种方式，提供图1中所示的磁性记录介质。

[1.5优势]

根据本技术第一实施方式的磁性记录介质具有以下配置和操作(1)和(2)。

(1)在基体11与基础层13之间，设置了具有非晶态并包含Ti和Cr合金的籽晶层12。这能够抑制吸附在基体11上的O₂气体和H₂O对基础层13的影响并且能够在基体11的表面上形成光滑的金属表面。

(2)基于包含在籽晶层12中的Ti和Cr的总量，将Ti的百分比设定为30at％至100at％。这能够抑制Cr的体心立方晶格(bcc)结构的(100)平面的定向。

通过配置和操作(1)和(2)，可以改善基础层13和磁性记录层14的定向性并且可以获得优秀的磁性特性。可以改善包括介质的高输出和低噪声的性能。

在根据第一实施方式的磁性记录介质中，当籽晶层12包含杂质氧时，期望磁性记录介质具有以下配置和操作(3)。

(3)基于包含在籽晶层12中的Ti、Cr和O的总量，将O的百分比设定为15at％或更少。这能够抑制TiO₂晶体的产生，并且能够抑制形成在籽晶层12的表面上的基础层13对晶体形核的影响。

通过配置和操作(3)，即使籽晶层12包含杂质氧，仍可以改善基础层13和磁性记录层14的定向性并且可以获得优秀的磁性特性。

<2.第二实施方式>

[2.1磁性记录介质的构造]

图3是示意性地示出了根据本技术第二实施方式的磁性记录介质的构造实例的截面图。根据第二实施方式的磁性记录介质与根据第一实施方式的磁性记录介质的不同在于：如图3中所示包括双层籽晶层17。在第二实施方式中，与第一实施方式相同的部件以相同的参考标号表示，并且因此在下文中将省略其详细描述。

籽晶层17包括第一籽晶层(上籽晶层)17a和第二籽晶层(下籽晶层)17b。第一籽晶层17a被设置在基础层13侧，并且第二籽晶层17b被设置在基体11侧。第二籽晶层17b可以与第一实施方式中的籽晶层12相同。第一籽晶层17a包含与第二籽晶层17b不同的材料。材料的实例包括：NiW、Ta等。可以不将第一籽晶层17a考虑成籽晶层而是作为被设置在第二籽晶层17b与基础层13之间的中间层。

[2.2优势]

当磁性记录介质包括双层籽晶层17时，可以进一步改善基础层13和磁性记录层14的定向性并且可以进一步强化磁性特性。

<3.第三实施方式>

[3.1磁性记录介质的构造]

图8是示意性地示出了根据本技术第三实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图。根据第三实施方式的磁性记录介质与根据第二实施方式的磁性记录介质的不同在于：如图8中所示包括双层基础层18。在第三实施方式中，与第二实施方式相同的部件以相同的参考标号表示，并且因此在下文中将省略其详细描述。

基础层18包括第一基础层(上基础层)18a和第二基础层(下基础层)18b。第一基础层18a被设置在磁性记录层14侧，并且第二基础层18b被设置在籽晶层17侧。

第一基础层18a和第二基础层18b可以是与第一实施方式中的基础层13相同的材料。然而，由于期望第一基础层18a和第二基础层18b具有不同优势。因而，第一基础层18a与第二基础层18b的溅射条件不同。换言之，将成为磁性记录介质上层的第一基础层18a具有改善其粒状结构的膜结构是至关重要的。第二基础层18b具有带有高晶体定向性的膜结构是至关重要的。

[3.2优势]

当磁性记录介质包括双层基础层18时，可以进一步改善磁性记录层14的定向性和粒状结构并且可以进一步强化磁性特性。

[3.3变形例]

在根据第三实施方式的磁性记录层中，可以包括单层籽晶层来替代双层籽晶层17。可以使用根据第一实施方式的籽晶层12作为单层籽晶层。

<4.第四实施方式>

[4.1磁性记录介质的构造]

图9是示意性地示出了根据本技术的第四实施方式的磁性记录介质的构造实例的截面图。根据第四实施方式的介质是所谓的双层垂直记录介质。如图9中所示，根据第四实施方式的磁性记录介质与第三实施方式的磁性记录介质不同在于：籽晶层19和软磁性底层(下文称为“SUL”)31被包括在基体11与籽晶层17之间。籽晶层19被设置在基体11侧，并且SUL31被设置在籽晶层17侧。期望根据第四实施方式的磁性记录介质用于使用单磁极型(SPT)记录头和隧道磁阻(GMR)型再生头的记录和再生设备中。在第四实施方式中，与第三实施方式相同的部件以相同的参考标号表示，并且因此在下文中将省略其详细描述。

可以使用根据第一实施方式的籽晶层12作为单层籽晶层19。

期望SUL31的膜厚度在40nm以上，更期望在40nm至140nm。如果膜厚度小于40nm，则记录和再生特性可能降低。在另一方面，如果膜厚度超过140nm，由于SUL膜的晶粒粗化，基础层18的晶体定向性明显降低，并且形成SUL31的时间延长，这可能导致较低的制造率。SUL31包括处于非晶态的软磁性材料。可以使用Co类材料或者Fe类材料作为软磁性材料。Co类材料的实例包括CoZrNb、CoZrTa、CoZrTaNb等。Fe类材料的实例包括FeCoB、FeCoZr、FeCoTa等。

由于SUL31具有非晶态，因而SUL31不发挥改善形成在SUL31上的层的外延生长的作用，但是不应干扰形成在SUL31上的基础层18的晶体定向。为此，软磁性材料应具有微细结构从而不形成支柱。如果排除来自从基体11的水分具有较大影响，则软磁性材料粗化，并且形成在SUL31上的基础层18的晶体定向受到干扰。为了抑制该影响，在基体11的表面上设置籽晶层19变得至关重要。尤其是当其中经常吸附包含水分和氧的气体的聚合物材料膜用作基体11时，设置籽晶层19以抑制影响变得至关重要。

期望地，进一步在记录层14与保护层15之间设置CAP层(堆叠层)32。包括CPA层32和具有粒状结构的磁性记录层14的层压结构通常称为耦合粒状连续(CGC)。期望CAP层32的膜厚度为4nm至12nm。当在4nm至12nm范围内选择CAP层32的膜厚度时，可以提供更好的记录和再生特性。CAP层32包括CoCrPt类材料。CoCrPt类材料的实例包括CoCrPt、CoCrPtB、提供向它们添加金属氧化物所提供的材料(CoCrPt金属氧化物、CoCrPtB金属氧化物)等。可以使用选自Si、Ti、Ma、Ta和Cr的组中的至少一个作为添加的金属氧化物。特定实例包括SiO₂、TiO₂、MgO、Ta₂O₅、Cr₂O₃以及它们中两种或更多种的混合物。

在根据第四实施方式的磁性记录介质中，期望籽晶层19、SUL31、第一籽晶层17a和第二籽晶层17b、第一基础层18a和第二基础层18b、以及磁性记录层14全部都以卷对卷的方法连续形成。这是因为可以进一步改善磁性特性以及记录和再生特性。

[4.2优势]

在根据第四实施方式的磁性记录介质中，SUL31被设置在为垂直磁性层的磁性记录层14之下。因此，在磁性记录层14的表面层上产生的磁极减小以抑制磁场，并且将磁头磁通量(head magnetic flux)导入SUL31中以帮助生成尖锐的磁头磁通量。此外，籽晶层19被设置在基体11与SUL31之间，由此抑制包含在SUL中的软磁性材料的粗化。换言之，可以抑制在基础层18中晶体定向的干扰。因此，由于该磁性记录介质具有比第一实施方式的磁性记录介质更高的表面记录密度，故可以更好地提供记录和再生特性。

当使用具有形成在具有粒状结构的磁性记录层14上的CAP层的结构时，通过磁性记录层14与CAP层32之间的相互交换作用产生磁连接。这允许M-H曲线在Hc附近急剧倾斜，从而容易地执行记录。通常，当只在磁性记录层14中M-H曲线急剧倾斜时，则观察到噪声增大。然而，即使产生噪声，通过上述结构仍可以使噪声较低。以这种方式，可以在低噪声的情况下轻易执行记录。

[4.3变形例]

在根据第四实施方式的磁性记录层中，可以使用单层籽晶层来替代双层籽晶层17。可以使用第一实施方式中的籽晶层12作为单层籽晶层。另外，可以包括单层基础层替代双层基础层18。可以使用第一实施方式中的基础层13作为单层基础层。

<5.第五实施方式>

[5.1磁性记录介质的构造]

图10是示意性地示出了根据本技术第五实施方式的垂直磁性记录介质的构造实例的截面图。根据第五实施方式的磁性记录介质与根据第四实施方式的磁性记录介质的不同在于：如图10中所示包括反平行耦接SUL(在下文中称为“APC-SUL”)33。在第五实施方式中，与第一实施方式相同的部件以相同的参考标号表示，并且因此在下文中将省略其详细描述。

APC-SUL33包括经由薄的中间层33b的层压的软磁性层33a和33c，并且以反平行方式经由中间层33b将交换耦接以积极地耦接磁化。期望软磁性层33a和33c的膜厚度大致相同。期望软磁性层33a和33b的膜厚度在40nm以上，更期望在40nm至70nm。如果总膜厚度小于40nm，则记录和再生特性可能降低。在另一方面，如果总膜厚度超过70nm，则形成APC-SUL33的时间延长，这可能导致较低的生产力。期望软磁性层33a和33c由相同的材料制成。软磁性层33a和33c的材料可以与第四实施方式中的SUL31的相同。例如，中间层33b的膜厚度为0.8nm至1.4nm，期望为0.9nm至1.3nm，更期望为约1.1nm。当在0.9nm至1.3nm的范围内选择中间层33b的膜厚度时，可以提供更好的记录和再生特性。中间层33b的实例包括V、Cr、Mo、Cu、Ru、Rh和Re，最期望为Ru。

[5.2优势]

在根据第五实施方式的磁性记录介质中，使用APC-SUL33。上磁性记录层33a和下磁性记录层33c以反平行的方式交换耦接。在剩余磁化状态下，上、下层的总磁化量等于0。以此方式，可以抑制当在APC-SUL33中的磁畴移动时产生的尖峰状噪声。因此，可以进一步改善磁性特性以及记录和再生特性。

[5.3变形例]

在根据第五实施方式的磁性记录介质中，可以如第四实施方式的变形例中的磁性记录介质包括单层籽晶层和/或基础层。

[实施例]

在下文中，将描述本技术的实施例。应注意，本技术不限于以下所述的实施例。

将按以下顺序描述本技术的实施例。

i.对不具有软磁性底层(SUL)的磁带的研究。

ii.对具有软磁性底层(SUL)的磁带的研究。

<i.对不具有软磁性底层(SUL)的磁带的研究>

(实施例1)

(籽晶层的成膜工艺)

在以下成膜条件下，在用作非磁性基体的聚合物膜上以5nm的厚度形成TiCr籽晶层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₃₀Cr₇₀靶

最终真空度：5x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(基础层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在TiCr籽晶层上以20nm的厚度形成Ru基础层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(磁性记录层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在Ru基础层上以20nm的厚度形成(CoCrPt)–(SiO₂)磁性记录层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：(Co₇₅Cr₁₀Pt₁₅)₉₀–(SiO₂)₁₀靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(保护层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在(CoCrPt)–(SiO₂)磁性记录层上以5nm的厚度形成碳保护层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：碳靶

气体类型：Ar

气压：1.0pa

(顶部涂层的成膜工艺)

然后，将润滑剂应用至保护层以在保护层上形成顶部涂层。

以上述方式提供为垂直磁性记录介质的磁带。

(实施例2)

除了如下改变籽晶层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例1相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₃₀Cr₇₀靶

最终真空度：1x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(实施例3)

除了如下改变籽晶层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例1相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₄₀Cr₆₀靶

最终真空度：1x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(实施例4)

除了如下改变籽晶层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例1相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₅₀Cr₅₀靶

最终真空度：1x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(实施例5)

除了如下改变磁性记录层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例4相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：(Co₇₀Cr₁₅Pt₁₅)₉₀–(SiO₂)₁₀靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(比较例1)

除了基础层直接形成在作为非磁性基体的聚合物膜上并且省略籽晶层的成膜工艺之外，以与实施例1相似的方式获得磁带。

(比较例2)

除了在籽晶层的成膜工艺中通过调整成膜条件从而以40 nm的厚度形成TiCr籽晶层以外，以与实施例1相似的方式获得磁带。

(比较例3)

除了如下改变籽晶层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例1相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₃₀Cr₇₀靶

最终真空度：1x10^-4pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(比较例4)

除了如下改变籽晶层的成膜工艺中的成膜条件之外，以与实施例1相似的方式提供磁带：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₂₀Cr₈₀靶

最终真空度：1x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(特性评价)

通过以下项目(a)至(f)来评价上述实施例1至5和比较例1至4中的磁带：

(a)基础层的垂直定向性

使用X射线衍射设备确定θ/2θ以基于以下基准来评价包括在每个基础层中的Ru的垂直定向性：

良好的垂直定向性：仅观察到位于(0002)处的峰。

差的垂直定向性：除了在(0002)处之外还在(10-10)和(10-11)处观察到峰。

这里，在上述晶体定向中的“-1”指上划线的“1”。

(b)籽晶层的状态

通过电子衍射法分析每个TiCr籽晶层的状态。在电子衍射法中，当TiCr籽晶层处于晶态时显示点作为电子衍射图像，当TiCr籽晶层在多晶态时显示环作为电子衍射图像，并且当TiCr籽晶层在非晶态时显示晕圈作为电子衍射图像。

(c)籽晶层的组成

分析每个籽晶层的组成。通过离子束蚀刻每个样品的表面层。通过俄歇电子谱分析蚀刻过的最外面的表面以相对于膜厚度提供平均原子数比率作为每个元素的比率。具体地，分析Ti，Cr和O三种元素以通过百分比识别元素含量。

在下文中，将描述俄歇电子谱。俄歇电子谱是一种分析方法，其通过利用细聚焦电子束照射固体表面并测量产生的俄歇电子的能量和数量来识别在固体表面上的元素的类型和量。释放的俄歇电子的能量取决于在电子从外壳水平下降至由照射至表面的电子束产生的空水平时所释放的能量，并且具有在可以在样品表面上指定每个元素的真实值。

(d)磁性记录层的组成

如下分析每个磁性记录层的组成：与上述“(c)籽晶层的组成”相似，通过俄歇电子谱分析相对于膜厚度提供平均原子数比率作为各元素的比率。具体地，分析五种元素Co、Pt、Cr、Si和O以通过百分比来识别元素含量。

(e)磁性记录层的磁性特性

使用振动样品磁强计确定在垂直方向上的磁性记录层的磁性特性。

(f)记录和再生特性

如下评价记录和再生特性：首先，使用环状记录头和巨磁阻(GMR)型再生头，通过压电台来回震荡磁头来实现记录和再生的所谓的阻力测试仪被用于测量。再生头的读磁道宽度为120nm。接下来，通过将记录波长设置为250kFCI(每英寸千次磁通量交变)，通过再生波长的峰至峰电压与通过在0kFCI至500kFCI带宽内的噪声频谱的积分值所确定的电压的比来确定并计算SNR。随后，基于以下标准通过三个阶段来评估所确定的SNR。表1示出结果。在表1中，“优秀”、“良好”和“差”基于以下各项：

优秀：SNR在23dB以上。

良好：SNR在20dB以上至23以下的范围。

差：SNR小于20dB。

通常，对于在波形均衡和误差校正之后所提供的SNR(称为数字SNR)，用于记录和再生系统的必要的最小SNR为约16dB。数字SNR比此测量中使用的(用于上述记录和再生特性的评价的)SNR低约4dB。因此，为了确保数字SNR为16dB，本次测量中使用的SNR需要20dB。因此，在本次测量中，作为必要的最小SNR，约20dB是必需的。此外，考虑到由于磁带与磁头之间的滑动导致的输出降低以及实用性的降低，期望为SNR设定额外的裕度。考虑到裕度，期望SNR可以是23dB以上。

在根据实施方式的每个磁带中，线性记录密度为500kBPI(每英寸位数)并且通过将磁道间距被设定成再生头的磁道宽度的两倍，磁道密度为106kTPI(每英寸的磁道数)。因此，可以提供的表面记录密度为500kBPIx106kTPI＝53Gb/in²。

(评价结果)

图4是示出了实施例1以及比较例1和2中磁带的基础层的X射线衍射的结果的曲线图。图5是示出了实施例1和2以及比较例3中磁性特性对磁带的籽晶层中氧含量的依赖性的曲线图。图6是示出了实施例2至4和比较例4中磁性特性对磁带的籽晶层中Ti含量的依赖性的曲线图。图7是示出了实施例4和5中磁带的记录和再生特性的曲线图。

表1示出了在实施例1至5以及比较例1至4中的配置和磁带的评价(a)至(f)的结果。

[表1]

关于籽晶层

在实施例1至5以及比较例3和4中，通过电子衍射法分析每个TiCr籽晶层。因此，未观察到衍射斑并且确认了晕圈状态。具体地，在实施例1至5以及比较例3和4中，每个TiCr籽晶层未晶化并处于非晶态。

在比较例2中，通过电子衍射法分析TiCr籽晶层。因此，确认表示Cr的体心立方晶格(bcc)结构的衍射斑以及表示Ti的六方密堆积(hcp)结构的衍射斑。具体地，在比较例2中，TiCr籽晶层处于晶体定向状态。

在实施例1中的TiCr籽晶层的氧含量为15原子％。相比之下，在实施例2至5以及比较例4中的TiCr籽晶层的氧含量均降低至10原子％。TiCr籽晶层的氧含量降低可能是因为在实施例2至5以及比较例4中成膜室中的大气均从5x10^-5pa变至1x10^-5pa并且抑制了TiCr籽晶层由于暴露而被氧化。

在实施例1中的TiCr籽晶层的氧含量为15原子％。相比之下，在比较例3中TiCr籽晶层的氧含量均增加至20原子％。TiCr籽晶层的氧含量增加可能是因为在比较例3中成膜室中的大气从5x10^-5pa变至1x10^-4pa并且促进了TiCr籽晶层由于暴露而被氧化。

关于基础层

在实施例1中，确定Ru基础层的垂直定向性。如图4中所示，未观察到峰(10-10)和(10-11)，并且仅观察到表示在六方密堆积结构中c轴的垂直定向的峰(0002)。因此，当在非磁性基体与Ru基础层之间设置处于非晶态的TiCr籽晶层时，结果证明Ru基础层的垂直定向性明显改善。

在比较例1中，确定Ru基础层的垂直定向性。如图4中所示，表示六方密堆积(hcp)结构的垂直定向的峰(0002)较低，并且观察到峰(10-10)和(10-11)。因此，当不在非磁性基体与Ru基础层之间设置处于非晶态的TiCr籽晶层时，结果证明Ru基础层的垂直定向性无规则，并且未提供充分的垂直定向性。

在比较例2中，确定Ru基础层的垂直定向性。如图4中所示，观察到表示六方密堆积(hcp)结构的垂直定向的峰(0002)以及峰(10-10)和(10-11)。因此，当在非磁性基体与Ru基础层之间设置处于非晶态的TiCr籽晶层时，结果证明未提供充分的垂直定向性。

关于介质特性

在实施例1中，抗磁性Hc为3500Oe并且角型比(gradation)Rs为70％。结果证明与比较例2中的那些相比磁性特性明显改善并且垂直定向性提高。在实施例3中，SNR为22dB。结果证明与比较例2中的那些相比记录和再生特性能够改善。

在实施例2中，抗磁性Hc为4000Oe并且角型比Rs为80％。结果证明与实施例1中的那些相比磁性特性明显改善并且垂直定向性提高。在实施例2中，SNR为21dB。结果证明与实施例1中的那些相比记录和再生特性能够改善。这种特性的改善可能是因为在实施例2中TiCr籽晶层的氧含量降低至10原子％。

在实施例3中，抗磁性Hc为4300Oe并且角型比Rs为82％。证明与实施例2中的那些相比磁性特性明显改善并且垂直定向性提高。在实施例3中，SNR为22dB，比实施例2中的高1dB。结果证明与实施例2中的那些相比记录和再生特性能够改善。这种特性的改善可能是因为TiCr籽晶层的Ti含量提高至40原子％。

在实施例4中，抗磁性Hc为4500Oe并且角型比Rs为85％。结果证明与实施例3中的那些相比磁性特性进一步改善。在实施例4中，SNR为23dB。结果证明SNR足以提供50Gb/in²的记录密度。这种特性的改善可能是因为Ti含量提高至50原子％。

在实施例5中，抗磁性Hc为4500Oe并且角型比Rs为85％。结果证明提供与实施例3相似的磁性特性。此外，SNR在实施例5中为25dB。结果证明与实施例4中的相比SNR进一步改善。这可能是因为在磁性记录层中通过改变组成比率使饱和磁化量Ms在期望的范围内进一步减小，并且柱状颗粒之间的交换作用减少而导致较低的噪声。

在比较例1中，抗磁性Hc为2500Oe并且角型比Rs为30％。结果证明未提供充分的垂直定向性。此外，在比较例1中SNR小于20dB。特性的降低可能是因为在比较例1中非磁性基体与Ru基础层之间未设置TiCr籽晶层。

在比较例2中，抗磁性Hc为2800Oe并且角型比Rs为40％。结果证明与比较例1相比示出了某些改善，但是仍未提供充分的垂直定向。此外，在比较例2中SNR小于20dB。特性的降低可能是因为在比较例2中TiCr籽晶层处于晶态。

在比较例3中，抗磁性Hc为3000Oe并且角型比Rs为50％。结果证明与实施例1中的那些相比磁性特性降低并且特别是垂直定向性降低。此外，在比较例3中SNR小于20dB。特性的降低可能是因为在比较例3中氧含量提高至15原子％以上。

在比较例4中，抗磁性Hc为3500Oe并且角型比Rs为60％。结果证明与实施例2中的那些相比磁性特性降低并且尤其是垂直定向性降低。特性的降低可能是因为在比较例3中TiCr籽晶层中氧含量降低至30原子％以下。

考虑到上述情况，为了改善磁性特性以及记录和再生特性，期望在非磁性基体与基础层之间设置处于非晶状态的籽晶层，基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量将Ti的百分比限制在30原子％至100原子％的范围内，并且基于包含在籽晶层中Ti、Cr和O的总量将O的百分比限制在15原子％以下。

此外，为了改善磁性特性以及记录和再生特性，期望在非磁性基体与基础层之间设置处于非晶状态的籽晶层，基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量将Ti的百分比限制在30原子％至100原子％的范围内，并且基于包含在籽晶层中Ti、Cr和O的总量，包含在籽晶层中的杂质氧的百分比几乎为0原子％或者通过仪器分析(俄歇电子谱)将该百分比设定为检测限制以下。

<ii.对具有软磁性底层(SUL)的磁带的研究>

(实施例6至9)

(第一TiCr籽晶层的成膜工艺)

在以下成膜条件下，在用作非磁性基体的聚合物膜上以5nm的厚度形成第一TiCr籽晶层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₅₀Cr₅₀靶

最终真空度：5x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(SUL的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，如表2中所示，在TiCr籽晶层上以40nm至120nm的厚度形成CoZrNb层作为第一TiCr籽晶层上的单层SUL。

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气压：0.1pa

(第二TiCr籽晶层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在CoZrNb层上以2.5nm的厚度形成第二TiCr籽晶层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ti₅₀Cr₅₀靶

最终真空度：5x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(NiW籽晶层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在第二TiCr籽晶层上以10nm的厚度形成NiW籽晶层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：NiW靶

最终真空度：1x10^-5pa

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(第一Ru基础层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在NiW籽晶层上以10nm的厚度形成第一Ru基础层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气压：0.5pa

(第二Ru基础层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在第一Ru基础层上以20nm的厚度形成第二Ru基础层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(磁性记录层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在第二Ru基础层上以20nm的厚度形成(CoCrPt)–(SiO₂)磁性记录层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：(Co₇₅Cr₁₀Pt₁₅)₉₀–(SiO₂)₁₀靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(保护层的成膜工艺)

接下来，在以下成膜条件下，在(CoCrPt)–(SiO₂)磁性记录层上以5nm的厚度形成碳保护层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：碳靶

气体类型：Ar

气压：1.0pa

(顶部涂层的成膜工艺)

接下来，将润滑剂应用至保护层以在保护层上形成顶部涂层。

以上述方式提供为垂直磁性记录介质的磁带。

(实施例10至14)

除了形成APC-SUL之外，与实施例6相似地获得磁带。APC-SUL的每个层的成膜工艺如下所述。

(第一软磁性层)

首先，在以下成膜条件下，在TiCr籽晶层上形成CoArNb层作为第一软磁性层。

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气压：0.1pa

(Ru中间层)

接下来，在以下成膜条件下，如表图2中所示，在CoZrNb层上以0.8nm至1.1nm的厚度形成Ru中间层。

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气压：0.3pa

(第二非磁性层)

接下来，在以下成膜条件下，在Ru中间层上以20nm的厚度形成CoZrNb层：

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气压：0.1pa

(实施例15至19)

除了如表2中所示以3nm至13nm的厚度形成CoPtCrB层作为在磁性记录层与保护层之间的CAP层之外，在以下成膜条件下，与实施例10相似地获得磁带。

溅射系统：DC磁控溅射系统

靶：CoPtCrB靶

气体类型：Ar

气压：1.5pa

(实施例20)

除了省略第一Ru基础层的成膜之外，与实施例6相似地获得磁带。(实施例21)

除了SUL的膜厚度变成30nm之外，与实施例6相似地获得磁带。

(比较例5)

除了省略第一TrCr籽晶层以及第一Ru基础层的成膜之外，与实施例6相似地获得磁带。

(特性评价)

以上述项(a)至(e)以及以下项(g)来评价上述实施例5至21和比较例5中的磁带。

(g)记录和再生特性

如下评价记录和再生特性：首先，使用单磁极状记录头和隧道磁阻(TMR)型再生头，使用通过经由压电台来回震荡磁头来实现记录和再生的所谓的阻力测试仪来测量。即使使用垂直磁性记录介质，就记录而言，在超过100Gb/in²的高记录密度区中，仍主要难以获得充分的记录和再生特性。能够在垂直方向上产生陡磁场的单磁极型(SPT)头与具有软磁性底层(SUL)的双层垂直记录介质的结合是必要的。而且，与巨磁阻头相比具有更大的磁阻变化率以及更高的再生敏感度的隧道磁阻(TMR)型再生头会是必要的。因此，通过SPT记录头和TMR再生头进行评价。再生头的读磁道宽度为75nm。接下来，通过将记录波长设定为300kFCI(每英寸千次磁通交变)，通过再生波长的峰至峰电压与由在0kFCI至600kFCI带宽范围内的噪声频谱的积分值所确定的电压的比来确定并计算SNR。随后，基于以下标准通过三个阶段来评估所确定的SNR。表3示出结果。在表3中，“优秀”、“良好”和“差”基于以下各项：

优秀：SNR在23dB以上。

良好：SNR在20dB以上至23以下的范围。

差：SNR小于20dB。

通常，对于在波形均衡和误差校正之后所提供的SNR(称为数字SNR)，用于记录和再生系统的必要的最小SNR为约16dB。数字SNR比此测量中的所用的(用于所述记录和再生特性的评价的)SNR低约4dB。因此，为了确保数字SNR为16dB，本次测量中使用的SNR需要20dB。因此，在本次测量中，作为必要的最小SNR，约20dB是必需的。此外，考虑到由于磁带与磁头之间的滑动导致的输出减少以及实用性降低，期望为SNR设置额外的裕度。考虑到裕度，期望SNR可以设置成23dB以上。

在根据实施方式的每个磁带中，线性记录密度为600kBPI(每英寸位数)并且通过将磁道间距设定为再生头的磁带宽度的两倍，磁道密度为169kTPI(每英寸磁道数)。因此，可以提供的表面记录密度为600kBPI x169kTPI＝101Gb/in²。

(评价结果)

表2和3示出了在实施例5至21以及比较例5中的配置和磁带的评价(a)至(e)和(g)的结果。

[表3]

对实施例5至21和比较例5的评价结果如下:

在实施例6至9中，由于CoZrNb层以40nm以上的厚度形成在第一和第二TiCr籽晶层之间，故提供了具有20dB以上的SNR的良好的记录和再生特性。

在实施例10至14中，由于其中具有0.8nm至1.4nm厚度的薄的Ru层被设置在两个CoZrNb层之间的层压膜(APC-SUL)形成在第一TiCr籽晶层与第二TiCr籽晶层之间，故获得具有20dB以上的SNR的良好的记录和再生特性。当Ru层具有0.9nm至1.3nm的厚度时，与实施例6相比，提供了良好的记录和再生特性。当Ru层具有1.1nm的厚度时，提供了特别良好的记录和再生特性。

在实施例15至19中，由于CoPtCrB层形成在磁性记录层与保护层之间，因而与实施例6相比提供了良好的记录和再生特性。当CoPtCrB层具有4nm至12nm的厚度时，提供特别良好的记录和再生特性。

在实施例5中，由于未形成CoZrNb层(SUL)和第一Ru基础层，故SNR低于20dB。

在实施例20中，由于未形成第一Ru基础层，因而SNR低于20dB。

在实施例21中，尽管在第一TiCr籽晶层与第二TiCr籽晶层之间形成CoZrNb层(SUL)，但是其膜厚度低于40nm。这是因为SNR低于20dB。

在比较例5中，由于未形成第一TiCr籽晶层和第一Ru基础层，故第二Ru基础层的定向性差，并且SNR不低于或低于20dB。

在上述评价(g)中，由于使用SPT记录头和TMR再生头来评估记录和再生特性，因而实施例5中的磁带具有低于20dB的SNR。然而，如上所述，当使用环状记录头和GMR再生头评估记录和再生特性时，评价(f)的结果显示即使在实施例5中的磁带中仍提供其中SNR为20dB以上的良好的记录和再生特性。同样，如同评价(f)中，如果在实施例20和21中使用环状记录头和GMR再生头评估记录和再生特性，提供其中SNR为20dB以上的良好的记录和再生特性。

考虑到上述情况，为了在具有100Gb/in²的记录密度区的磁带中获得良好的记录和再生特性，期望在第一与第二基础层之间设置具有40nm以上的厚度的软磁性底层(SUL)。

从进一步改善记录和再生特性的立足点出发，期望使用多层软磁性底层(APC-SUL)。包括在磁性底层中的中间层具有例如0.8nm至1.4nm、期望0.9nm至1.3mm、更期望约1.1nm的厚度。

还从进一步改善记录和再生特性的立足点出发，期望将CPA层设置在磁性记录层与保护层之间并具有4nm至12nm的厚度。

尽管本技术的实施方式是针对特定应用来描述的，但是应理解，本技术不限于上述实施方式，并且基于本技术的技术精神可以做出变形和修改。

例如，上述实施方式中引用的配置、方法、工艺、形状、材料和数值仅仅是示例性的，可以根据需要使用不同的构造、方法、工艺、形状、材料和数值。

此外，在不背离本技术的精神的情况下，可以将上述实施方式中的配置、方法、工艺、形状、材料和数值结合。

如本文中所使用的，术语“包括”可涵盖较多的限制性词或短语“主要由...组成”和“由...组成”。

本公开可能具有以下配置。

(1)一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；以及

记录层，籽晶层被设置在基体与基础层之间，该籽晶层具有非晶态，并且包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在籽晶层中的Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在籽晶层中的Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

(2)根据(1)所述的磁性记录介质，其中，

籽晶层减小基体表面上的凹凸。

(3)根据以上(1)或(2)所述的磁性记录介质，其中

基础层包含Ru。

(4)根据以上(1)至(3)中任一项所述的磁性记录介质，其中，

基础层包括第一基础层和第二基础层，并且

第一基础层被设置在记录层的一侧并且第一基础层包括Ru。

(5)根据以上(1)至(4)中任一项所述的磁性记录介质，其中，

记录层具有粒状结构，其中，包含Co、Pt和Cr的颗粒由氧化物隔开。

(6)根据以上(5)所述的磁性记录介质，其中，

记录层具有以下化学式(1)所示的平均组成：

(Co_xPt_yCr_100-x-y)_100-z-(SiO₂)_z···(1)

(在式子(1)中，x、y和z具有69≤x≤72、12≤y≤16、9≤z≤12的值)。

(7)根据以上(1)至(6)中任一项所述的磁性记录介质，进一步包括

设置在籽晶层与基础层之间的另一籽晶层。

(8)根据以上(1)至(7)中任一项所述的磁性记录介质，进一步包括：

设置在籽晶层与基础层之间的软磁性层。

(9)根据以上(8)所述的磁性记录介质，其中，

软磁性层的膜厚度为40nm至140nm。

(10)根据以上(8)或(9)所述的磁性记录介质，其中

软磁性层包括第一软磁性层、中间层、和第二软磁性层，并且

中间层设置在第一磁性层与第二磁性层之间。

(11)根据以上(8)至(10)中任一项所述的磁性记录介质，进一步包括：

设置在软磁性层与基础层之间的另一籽晶层。

(12)根据以上(1)至(11)中任一项所述的磁性记录介质，进一步包括：

设置在记录层上的包含Co、Cr和Pt的层。

(13)根据以上(1)至(12)中任一项所述的磁性记录介质，其中，

籽晶层、基础层以及记录层以卷对卷的方法连续形成。

(14)一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；以及

记录层，籽晶层设置在基体与基础层之间，具有非晶态，并且包括包含Ti和Cr的合金，以及基于包含在籽晶层中的Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％。

(15)一种磁性记录介质，包括：

基体；

具有非晶态并且包含Ti和Cr的层；

基础层；以及

记录层，包含Ti和Cr的层设置在基体与基础层之间，并且基于Ti和Cr的总量，在包含Ti和Cr的层中Ti的百分比为30原子％至100原子％。

(16)一种磁性记录介质的制造方法，包括：

以卷对卷的方法在基体上连续形成籽晶层、基础层和记录层，籽晶层具有非晶态并且包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在籽晶层中的Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

(17)一种磁性记录介质的制造方法，包括：

在沿着旋转体的外表面传送基体的同时在所述基体的表面上层压多个薄膜，连续地形成所述多个薄膜中的至少两层。

(18)根据以上(17)所述的磁性记录介质，其中，

期望旋转体的温度为10℃以下，

所述旋转体的外表面以220°以上的角度与所述基体相接触，

基体的张力是每1mm宽度4g/mm以上，并且

多个薄膜的最大动态速率为70nm·m/min以下。

(19)根据以上(17)或(18)所述的磁性记录介质，其中，

多个薄膜包括籽晶层、基础层和记录层。

(20)根据以上(19)所述的磁性记录介质的制造方法，其中，

多个薄膜进一步包括软磁性层。

(21)一种磁性记录介质的制造方法，包括：

以卷对卷的方法在基体上连续形成具有非晶态并包含Ti和Cr的层、础层和记录层，包含Ti和Cr的层设置在基体与基础层之间，并且基于含在含Ti和Cr的层中的Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至00原子％。

本领域的技术人员应理解，只要在所附权利要求或其等同物的范围，可根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、次组合和修改。

Claims (20)

1.一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；以及

记录层，所述籽晶层被设置在所述基体与所述基础层之间，所述籽晶层具有非晶态，包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在所述籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在所述籽晶层中Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

2.根据权利要求1所述的磁性记录介质，其中，

所述籽晶层减少了所述基体的表面上的凹凸。

3.根据权利要求1所述的磁性记录介质，其中，

所述基础层包括Ru。

4.根据权利要求1所述的磁性记录介质，其中，

所述基础层包括第一基础层和第二基础层，以及

所述第一基础层被设置在所述记录层的一侧并且所述第一基础层包括Ru。

5.根据权利要求1所述的磁性记录介质，其中，

所述记录层具有粒状结构，在所述粒状结构中，包含Co、Pt和Cr的颗粒由氧化物隔开。

6.根据权利要求5所述的磁性记录介质，其中，

所述记录层具有由下列化学式(1)表示的平均组成：

(Co_xPt_yCr_100-x-y)_100-z-(SiO₂)_z (1)

(在式子(1)中，x、y和z具有69≤x≤72、12≤y≤16、9≤z≤12的值)。

7.根据权利要求1所述的磁性记录介质，进一步包括：

另一个籽晶层，被设置在所述籽晶层与所述基础层之间。

8.根据权利要求1所述的磁性记录介质，进一步包括：

软磁性层，被设置在所述籽晶层与所述基础层之间。

9.根据权利要求8所述的磁性记录介质，其中，

所述软磁性层的膜厚度为40nm至140nm。

10.根据权利要求8所述的磁性记录介质，其中，

所述软磁性层包括第一软磁性层、中间层和第二软磁性层，以及

所述中间层被设置在所述第一软磁性层与所述第二软磁性层之间。

11.根据权利要求8所述的磁性记录介质，进一步包括：

另一个籽晶层，被设置在所述软磁性层与所述基础层之间。

12.根据权利要求1所述的磁性记录介质，进一步包括：

被设置在所述记录层上的包含Co、Cr和Pt的层。

13.根据权利要求1所述的磁性记录介质，其中，

所述籽晶层、所述基础层和所述记录层以卷对卷的方法连续形成。

14.根据权利要求1所述的磁性记录介质，进一步包括：

保护层，形成在所述记录层的表面上；以及

顶部涂层，形成在所述保护层的表面上。

15.一种磁性记录介质，包括：

基体；

籽晶层；

基础层；

记录层，所述籽晶层被设置在所述基体与所述基础层之间，所述籽晶层具有非晶态、包括包含Ti和Cr的合金以及基于包含在所述籽晶层中的Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，

软磁性层，所述软磁性层设置在所述基体与所述籽晶层之间；以及

另一籽晶层，设置在所述基体与所述软磁性层之间。

16.一种磁性记录介质，包括：

基体；

具有非晶态并且包含Ti、Cr和O的层；

基础层；以及

记录层，

所述包含Ti、Cr和O的层被设置在所述基体与所述基础层之间，并且基于Ti和Cr的总量，在所述包含Ti和Cr的层中Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

17.一种制造磁性记录介质的方法，包括：

通过卷对卷的方法在基体上连续形成籽晶层、基础层和记录层，所述籽晶层具有非晶态并且包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在所述籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在所述籽晶层中的Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

18.一种制造磁性记录介质的方法，包括：

在沿着旋转体的外表面传送基体的同时在所述基体的表面上层压多个薄膜，连续地形成所述多个薄膜中的至少两层，

所述多个薄膜包括籽晶层、基础层和记录层，

所述籽晶层被设置在所述基体与所述基础层之间，所述籽晶层具有非晶态，包括包含Ti、Cr和O的合金，基于包含在所述籽晶层中Ti和Cr的总量，Ti的百分比为30原子％至100原子％，并且基于包含在所述籽晶层中Ti、Cr和O的总量，O的百分比为15原子％以下。

19.根据权利要求18所述的制造磁性记录介质的方法，其中，

所述旋转体的温度为10℃以下，

所述旋转体的外表面以220°以上的角度与所述基体相接触，

所述基体的张力是每1mm宽度4g/mm以上，以及

所述多个薄膜的最大动态速率为70nm·m/min以下。

20.根据权利要求18所述的制造磁性记录介质的方法，其中，

所述多个薄膜进一步包括软磁性层。