CN107068168A - 磁记录介质及磁记录再生装置 - Google Patents
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Abstract
一种磁记录介质，其非磁性基板上至少设置了软磁性底层、配向控制层、垂直磁性层及保护层，垂直磁性层从基板侧开始依次包括第1至第4磁性层，第1至第4磁性层为粒状结构磁性层，构成第1至第4磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶，第1磁性层和第2磁性层之间及第2磁性层和第3磁性层之间分别具有交换结合控制层，第3磁性层与第4磁性层接触，第1至第4磁性层为强磁结合，在第1至第4磁性层的磁各向异性常数为Kui、饱和磁化强度为Msi及膜厚为ti时，满足Kui＞Kui+1(i＝1，2)、Msi·ti＞Msi+1·ti+1(i＝1，2)、Kui＜Kui+1(i＝3)及Msi·ti＜Msi+1·ti+1(i＝3)的关系。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁记录介质及磁记录再生装置。
背景技术
就作为磁记录再生装置的一种的硬盘装置(HDD：hard disk drive)而言，目前其记录密度正在飞速增长，并且这种增长趋势今后也将继续持续。为此正在进行一种适于高记录密度的磁记录介质和磁记录用磁头的开发。
目前市场上贩卖的磁记录再生装置中所安装的磁记录介质是一种磁性膜内的易磁化轴主要进行了垂直配向(orientation)的所谓的垂直磁记录介质。由于垂直磁记录介质在进行高记录密度化时，其记录比特(bit)间的边界区域的反磁场(反磁性)的影响也较小，可形成鲜明的比特边界，所以可抑制噪音的增加。而且由于在进行高记录密度化时，其记录比特体积的减少较少，所以还可抵抗热波动效果。因此，这种垂直磁记录介质近年来吸引了广泛的注目，并且也已经提出了一些适于进行垂直磁记录的介质结构。
为了进行磁记录介质的高记录密度化，需要促进构成磁记录层的结晶颗粒的磁性分离，并减小磁化反转的单位，但这也会降低磁记录介质的热稳定性。因此，为了维持磁记录介质的热稳定性，需要增大构成磁性颗粒的磁性体的Ku(磁各向异性常数)。
为了构成这样的磁记录介质，采用在磁记录层中使用了高Ku的磁性体的粒状结构(granular structure)较为有利，但是，就使用了高Ku的磁性体的磁记录介质而言，其存在记录时所需的磁场强度会增加及磁记录介质的易记录性会降低的问题。
为了解决上述问题，进行了一种通过使多个(plural)磁记录层经由交换结合控制层进行层叠，以使构成各层的磁性颗粒进行强磁结合，并且通过使多个磁记录层内的Ku较低的磁性颗粒先进行磁化反转，以使Ku较高的磁性颗粒进行磁化反转的处理。即，在不经由交换结合控制层使多个磁记录层进行层叠的情况下，这些磁记录层同时进行磁化反转，会导致降低磁记录层的易记录性。而从另一面来说，通过使用上述结构，可提高磁记录介质的易记录性(例如，参照专利文献1～3)。
另外，非专利文献1中还公开了CoCrPt系磁性材料的饱和磁化强度(saturationmagnetization)Ms和各向异性磁场Hk。[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1](日本)特开2008－243316号公报
[专利文献2](日本)特开2008－287853号公报
[专利文献3](日本)特开2009－87500号公报
[非专利文献]
[非专利文献1]J.Magn.Soc.Jpn.，34 214－219(2010)
发明内容
[发明要解决的课题]
目前，对磁记录介质的高记录密度化的要求不但没有停止，相反还在要求磁记录介质具有比至今为止还高的热波动特性或易记录性。为了满足这种要求，磁记录介质的磁记录层正趋于多层化，与此同时，对各磁记录层间的强磁结合进行控制的交换结合控制层的层数也在增加。
从另一面来说，根据本发明人的研讨可知，如果在磁记录层的积层(层叠)结构中较多地使用交换结合控制层，则很明显会存在磁记录介质的抗ATI/FTI(ATI：AdjacentTrack Interference，FTI：FarTrack Interference)性劣化的问题。其原因在于，一旦交换结合控制层的层数增多，则磁记录层的特别是下层侧的磁化反转区域增大，比特边界紊乱，这样就会导致磁记录介质的抗ATI/FTI性降低。另外，在实现了高记录密度化的磁头中，由于主磁极的体积较小，来自磁极的其他位置的记录磁场会发生泄露，这样，泄露了的该磁场就会使得在磁场较弱的情况下可容易发生磁化反转的磁极位置附近的记录轨道的信息发生劣化。
因此，需要一种即使磁记录层被进行了多层化也可获得较高热波动特性和易记录性的磁记录介质。
[用于解决课题的手段]
根据本实施方式一个观点，提供一种磁记录介质，在其非磁性基板上至少设置了软磁性底层、对正上方的层的配向性进行控制的配向控制层、易磁化轴相对于非磁性基板主要进行了垂直配向的垂直磁性层、及保护层。所述垂直磁性层从基板侧开始依次包括第1磁性层、第2磁性层、第3磁性层及第4磁性层；所述第1磁性层至所述第4磁性层为粒状结构磁性层；构成所述第1磁性层至所述第4磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶；所述第1磁性层和所述第2磁性层之间及所述第2磁性层和所述第3磁性层之间分别具有交换结合控制层；所述第3磁性层与所述第4磁性层接触；所述第1磁性层至所述第4磁性层为强磁结合。在所述第1至第4磁性层的磁各向异性常数为Kui、饱和磁化强度为Msi、及膜厚为ti的情况下(i与第1至第4磁性层的数字相对应)，满足Kui＞Kui+1(i＝1，2)、Msi·ti＞Msi+1·ti+1(i＝1，2)、Kui＜Kui+1(i＝3)、及Msi·ti＜Msi+1·ti+1(i＝3)的关系。
[发明的效果]
根据本发明的磁记录介质，即使磁记录层被进行了多层化，也可获得较高的热波动特性和易记录性。
附图概述
[图1]本发明的磁记录介质的示意图
[图2]本发明的磁性层及交换结合控制层的结构示意图
[图3]CoCrPt系磁性颗粒的室温下的组成比和饱和磁化强度Ms之间的关系图
[图4]CoCrPt系磁性颗粒的室温下的组成比和磁各向异性常数Ku之间的关系图
[图5]本发明的磁记录再生装置的示意图
[符号说明]
1 非磁性基板
2 软磁性底层
3 配向控制层
4 垂直磁性层
5 保护层
6 润滑层
4a 第1磁性层
4b 第2磁性层
4c 第3磁性层
4d 第4磁性层
4e 第5磁性层
7a、7b 交换结合控制层
8 非磁性底层
10 磁记录介质
11 介质驱动部
12 磁头
13 磁头驱动部
14 记录再生信号处理系统
41 氧化物
42 颗粒(层4a、4b、4c、4d、4e中为磁性颗粒；层7a、7b中为非磁性颗粒)
实施方式
本发明提出了一种即使磁记录层被进行了多层化也可获得较高热波动特性和易记录性的磁记录介质。需要说明的是，本发明涉及一种磁记录介质及磁记录再生装置，在其非磁性基板上至少设置了对正上方的层的配向性进行控制的配向控制层、易磁化轴相对于非磁性基板主要进行了垂直配向的垂直磁性层、及保护层。
以下对本发明实施方式的磁记录介质及磁记录再生装置进行详细说明。
图1是表示本发明的磁记录介质的一个例子的结构的纵向截面图。这里所示的磁记录介质在其非磁性基板1上依次形成了软磁性底层2、配向控制层3、垂直磁性层4、保护层5及润滑层6。垂直磁性层4从非磁性基板1侧开始依次包括第1磁性层4a、第2磁性层4b、第3磁性层4c、第4磁性层4d及第5磁性层4e这五层；第1磁性层4a和第2磁性层4b之间及第2磁性层4b和第3磁性层4c之间分别包括交换结合控制层7a、7b；构成第1磁性层4a、第2磁性层4b、第3磁性层4c、第4磁性层4d及第5磁性层4e的磁性颗粒为从下层至上层连续的柱状晶；各磁性层进行了强磁结合。
作为非磁性基板1，可使用由铝、铝合金等金属材料构成的金属基板，也可使用由玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳等非金属材料构成的非金属基板。
作为非磁性基板1，还可为在上述金属基板或非金属基板的表面上采用电镀法或溅射法形成了NiP层或NiP合金层的基板。
在非磁性基板1和软磁性底层2之间优选设置密着层。如果基板与以Co或Fe为主成分的软磁性底层接触，则存在非磁性基板1的基板表面的吸附气体、水分的影响或基板成分的扩散会导致基板腐蚀的可能性。通过设置密着层，可抑制这种腐蚀的发生。作为材料，可从Cr、Cr合金、Ti、Ti合金等中进行适当选择。厚度优选为以上。
设置软磁性底层2的作用在于，使磁头所产生的磁通(magnetic flux)的与基板垂直的方向的成分增大，并使用于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垂直的方向上。该作用尤其是在作为记录再生用磁头而使用垂直记录用单磁极头的情况下更为显著，所以为优选。
上述软磁性底层2由软磁性材料构成，作为其材料，可使用包含Fe、Ni或Co的材料。
作为上述材料，可列举出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。
软磁性底层2的矫顽力(coercivity)Hc优选为100(Oe)以下(较佳为20(Oe)以下)。需要说明的是，1Oe为79A/m。
如果上述矫顽力Hc超过上述范围，则软磁特性不充分，再生波形会从所谓的矩形波变成带有失真(distortion)的波形，所以并非优选。
软磁性底层2的饱和磁通密度Bs优选为0.6T以上(较佳为1T以上)。如果该Bs小于上述范围，则再生波形会从所谓的矩形波变成带有失真的波形，所以并非优选。
另外，软磁性底层2的饱和磁通密度Bs(T)和软磁性底层2的层厚t(nm)之积Bs·t(T·nm)优选为15(T·nm)以上(较佳为25(T·nm)以上)。如果该Bs·t小于上述范围，则再生波形会带有失真，OW(OverWrite)特性(记录特性)会发生劣化，所以也并非优选。
软磁性底层2由两层软磁性膜构成，两层软磁性层之间优选设置Ru。通过将Ru的膜厚调整至0.4～1.0nm或1.6～2.6nm的预定范围，这两层软磁性膜可变为AFC结构。通过使其成为AFC结构，可抑制所谓的尖峰噪音(spikenoise)。
在软磁性底层2上形成的配向控制层3通过使垂直磁性层4的结晶粒微细化，可改善记录再生特性。作为其材料，对其并无特别限定，优选具有hcp结构、fcc结构或非结晶(amorphous)结构。特别地，优选为Ru系合金、Ni系合金、Co系合金、Pt系合金或Cu系合金，另外，也可对这些合金进行多层化。例如，优选采用从基板侧开始的Ni系合金和Ru系合金的多层结构、Co系合金和Ru系合金的多层结构、或Pt系合金和Ru系合金的多层结构。
为此，在本实施形态的磁记录介质中，配向控制层3的厚度在多层的情况下的合计厚度优选为5～40nm(较佳为8～30nm)。在配向控制层3的厚度为5～40nm(较佳为8～30nm)的范围内时，由于垂直磁性层4的垂直配向性很高，并且还可减小记录时磁头和软磁性底层2之间的距离，所以可提高记录再生特性，并且也不会降低再生信号的分辨能力。
在本实施方式中，垂直磁性层4从非磁性基板1侧开始包括第1磁性层4a、第2磁性层4b、第3磁性层4c及第4磁性层4d；第1磁性层4a至第4磁性层4d为粒状结构磁性层；构成第1磁性层4a至第4磁性层4d的磁性颗粒为连续柱状晶；第1磁性层4a和第2磁性层4b之间具有交换结合控制层7a；第2磁性层4b和第3磁性层4c之间具有交换结合控制层7b；第3磁性层4c与第4磁性层4d接触；第1磁性层4a至第4磁性层4d为强磁结合；在第1至第4磁性层的磁各向异性常数为Kui、饱和磁化强度为Msi、及膜厚为ti的情况下(i与第1～第4磁性层的数字相对应)，满足Kui＞Kui+1(i＝1，2)、Msi·ti＞Msi+1·ti+1(i＝1，2)、Kui＜Kui+1(i＝3)、及Msi·ti＜Msi+1·ti+1(i＝3)的关系。
先前存在的垂直磁性层由多层磁性层构成，各磁性层间设置了交换结合控制层，据此可对各磁性层的结合进行控制。而且还采用了使各磁性层的Ku和Ms·t从非磁性基板侧开始朝向保护层侧逐渐减少的结构。然而，在本实施方式中，就垂直磁性层4而言，尽管第1磁性层4a至第3磁性层4c采用了如上所述的结构，但是第3磁性层4c和第4磁性层4d之间并没有设置交换结合控制层，而是直接进行了接合，另外，还采用了使第4磁性层4d的Ku和Ms·t高于第3磁性层4c的结构。据此，不仅可解决较多地使用交换结合控制层时出现的问题，还可提供具有较高的抗ATI/FTI性的磁记录介质。关于其原因，本发明人认为，通过将磁头所导致的第4磁性层4d的磁化反转也直接应用在第3磁性层4c上，并且依次进行第3磁性层4c的磁化反转及由交换结合控制层进行了弱结合的第2磁性层4b和第1磁性层4a的磁化反转，可顺利地使被进行了多层化的垂直磁性层进行磁化反转。
以下根据图2对本实施方式的垂直磁性层4进行说明。图2是垂直磁性层4的相对于基板表面的截面示意图。
构成本实施方式的垂直磁性层4的第1磁性层4a至第4磁性层4d例如可为包括CoCrPt系磁性颗粒和氧化物41的材料。这里，作为氧化物41，优选为Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co、B或Ru的氧化物。另外，还可使用添加了两种以上的氧化物的复合氧化物。
就第1磁性层4a至第4磁性层4d而言，优选在各层中使磁性颗粒42进行了分散。该磁性颗粒42如图2所示优选为对第1磁性层4a、第2磁性层4b、第3磁性层4c及第4磁性层4d进行了上下贯穿的柱状结构。通过形成这样的结构，可使垂直磁性层4的磁性颗粒42的配向及结晶性良好，其结果为，可获得适于高密度记录的信号/噪音比(S/N比)。
为了获得这样的结构，使其含有的氧化物41的量及第1磁性层4a至第4磁性层4d的成膜条件非常重要。
就氧化物41的含有量而言，其优选为相对于将构成磁性颗粒42的例如Co、Cr、Pt等的合金作为一个化合物时所算出的mol总量的3mol％以上且18mol％以下。较佳为6mol％以上且13mol％以下。
第1磁性层4a中的氧化物的含有量在上述范围内为优选的原因在于，如图2所示，在形成层时，磁性颗粒的周围析出的氧化物会使磁性颗粒42发生孤立化和微细化。在氧化物的含有量超过上述范围的情况下，氧化物会残留在磁性颗粒中，这将有损磁性颗粒的配向性和结晶性，另外，磁性颗粒的上下也会析出氧化物，其结果为，磁性颗粒难以形成对磁性层进行上下贯穿的柱状结构，所以并非优选。再有，在氧化物的含有量小于上述范围的情况下，磁性颗粒的分离和微细化不充分，其结果为，记录再生时噪音会增大，难以获得适于高密度记录的信号/噪音比(S/N比)，所以也非优选。
在本实施方式中，需要将第1磁性层4a至第4磁性层4d的磁各向异性常数Ku、饱和磁化强度Ms及膜厚t设为预定范围内的值，例如在磁性颗粒使用了CoCrPt系材料的情况下，参考图3、图4所示的资料可形成磁性层(例如，参照非专利文献1)。这里，图3表示CoCrPt系磁性颗粒的室温下的组成(成分)比和饱和磁化强度Ms之间的关系，图4表示CoCrPt系磁性颗粒的室温下的组成(成分)比和磁各向异性常数Ku之间的关系。
在本实施方式中，第1磁性层4a至第4磁性层4d的磁各向异性常数Ku、饱和磁化强度Ms及膜厚t优选为：第1磁性层4a的Ms1在1200～500emu/cc的范围内，Ku1在12×106～5×106erg/cc的范围内；第2磁性层4b的Ms2在1100～400emu/cc的范围内，Ku2在11×106～4×106erg/cc的范围内；第3磁性层4c的Ms3在，1000～300emu/cc的范围内，Ku3在10×106～4×106erg/cc的范围内；第4磁性层4d的Ms4在900～200emu/cc的范围内，Ku4在9×106～2×106erg/cc的范围内；另外，第1磁性层4a的膜厚t1、第2磁性层4b的膜厚t2、第3磁性层4c的膜厚t3及第4磁性层4d的膜厚t4在1～10nm的范围内。
通过使第1磁性层4a至第4磁性层4d的磁各向异性常数Ku、饱和磁化强度Ms及膜厚t位于上述范围内，垂直磁性层被进行了多层化的磁记录介质可实现更高的热波动特性和易记录性。如果Ms和Ku的值位于上述范围以下，则容易产生磁化反转，存在Hn的降低和热波动特性的降低等问题，所以并非优选。如果超过上述范围，则难以对来自磁头的磁场进行磁化反转，会导致易记录性降低。另外，如果膜厚t小于上述范围，则不能获得充分的再生输出，热波动特性也会降低。再有，在超过上述范围的情况下，垂直磁性层中的磁性颗粒出现粗大化，记录再生时噪音增大，会导致记录再生特性劣化，所以也非优选。
作为适于第1磁性层4a至第4磁性层4d的材料，例如可列举出(CoCrPt)－(SiO2)、(CoCrPtNb)－(Cr2O3)、(CoCrPt)－(Ta2O5)、(CoCrPt)－(Cr2O3)－(TiO2)、(CoCrPt)－(Cr2O3)－(SiO2)、(CoCrPt)－(Cr2O3)－(SiO2)－(TiO2)、(CoCrPtMo)－(TiO2)、(CoCrPtW)－(TiO2)、(CoCrPtB)－(Al2O3)、(CoCrPtTaNd)－(MgO)，(CoCrPtBCu)－(Y2O3)、(CoCrPtRu)－(SiO2)等。
在本实施方式中，第1磁性层4a和第2磁性层4b之间设置了交换结合控制层7a，第2磁性层4b和第3磁性层4c之间设置了交换结合控制层7b。通过设置交换结合控制层7a、7b，可容易地进行第1磁性层4a、第2磁性层4b及第3磁性层4c的磁化反转，并可减小磁性颗粒整体的磁化反转的分散。其结果为，可提高S/N比。
作为交换结合控制层7a、7b，优选采用具有hcp结构的材料。例如可优选使用Ru、Ru合金、RuCo、CoCr合金或CoCrX1合金(X1为从Pt、Ta、Zr、Re、Ru、Cu、Nb、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、W、Mo、Ti、V、Zr及B中选择的一种或两种以上)。
交换结合控制层7a、7b的厚度需要位于不会对第1磁性层4a、第2磁性层4b及第3磁性层4c的强磁结合进行完全切断的范围内。切断了垂直磁性层的强磁结合时，由于M－H回路(loop)会变为两个阶段反转的回路，所以可容易地对其进行判别。在出现了两个阶段的回路(loop)的情况下，意味着磁粒(grain)相对于来自磁头的磁场不会一齐反转，其结果为，会导致再生时的S/N比显著劣化或分辨能力显著降低。因此，交换结合控制层7a、7b的厚度优选为0.1nm以上且2nm以下，较佳为0.1以上且0.8nm以下。
在本实施方式中，第4磁性层4d和保护层5之间设置第5磁性层4e；第5磁性层4e为非粒状结构磁性层；构成第1磁性层4a至第5磁性层4e的磁性颗粒为连续柱状晶；第4磁性层4d与第5磁性层4e接触；第1磁性层4a至第5磁性层4e为强磁结合；就第5磁性层4e的磁各向异性常数Ku5、饱和磁化强度Ms5及膜厚t5而言，使其满足Ku4＞Ku5和Ms4·t4＞Ms5·t5的关系，这对制造可实现较高的热波动特性和易记录性的磁记录介质来说是优选的；另外，通过使其满足Ku3＞Ku5和Ms3·t3＜Ms5·t5的关系，还能制造可实现更高的热波动特性和易记录性的磁记录介质。
第5磁性层4e为不包含氧化物等的非粒状结构，如图2所示，其是一种层中的磁性颗粒42从第1磁性层4a中的磁性颗粒42开始外延生长(epitaxialgrowth)为柱状的结构。在此情况下，第1磁性层4a、第2磁性层4b、第3磁性层4c、第4磁性层4d及第5磁性层4e的磁性颗粒优选为在各层中以一一对应的关系外延生长为柱状。
通过使第5磁性层4e的磁性颗粒42从第1磁性层4a中的磁性颗粒42开始进行外延生长，第5磁性层4e的磁性颗粒42可被进行微细化，进而可进一步提高结晶性和配向性，所以为优选。
在本实施方式中，需要使第5磁性层4e的磁各向异性常数Ku5、饱和磁化强度Ms5及膜厚t5为预定范围内的值，例如在磁性颗粒使用CoCrPt系材料的情况下，参考图3和图4的资料可形成磁性层。
作为适于第5磁性层4e的材料，可列举出除了CoCrPt系之外的CoCrPtB系、CoCrPtBNd系、CoCrPtTaNd系、CoCrPtNb系、CoCrPtBW系、CoCrPtMo系、CoCrPtCuRu系、CoCrPtRe系等材料。
第5磁性层4e的Ms5优选位于950～250emu/cc的范围内，Ku5优选位于8×106～1×106erg/cc的范围内。如果Ms5和Ku5的值位于上述范围以下，则容易产生磁化反转，存在Hn的降低和热波动特性的降低等问题，所以并非优选。另外，如果超过上述范围，则难以对来自磁头的磁场进行磁化反转，会导致易写入性降低，所以也并非优选。
保护层5用于防止垂直磁性层4的腐蚀，并用于防止磁头与介质接触时损伤介质表面，其可使用先前的材料，例如可使用包括硬质碳膜的材料。
就保护层5的厚度而言，其为1～10nm时可减小磁头与介质之间的距离，所以从高记录密度的观点来说，该范围为优选。
润滑层6优选使用全氟聚醚(perfluoropolyether)、氟醇(fluorinatedalcohol)、含氟羧酸(fluorinatedcarboxylicacid)等润滑剂。
为了制作具有上述结构的磁记录介质，例如可在非磁性基板1上采用溅射法、真空蒸镀法、离子镀法等依次形成软磁性底层2、配向控制层3及垂直磁性层4。接下来，例如可采用等离子CVD法、离子束法或溅射法形成保护层5。
图5是本实施方式的磁记录再生装置的一个例子的概略示意图。这里所示的磁记录再生装置具有：本实施方式的磁记录介质10；对磁记录介质10进行旋转驱动的介质驱动部11；在磁记录介质10上进行信息的记录和对磁记录介质10上的信息进行再生的磁头12；使该磁头12相对于磁记录介质10相对运动的磁头驱动部13；及记录再生信号处理系统14。记录再生信号处理系统14可对从外部输入的数据进行处理以将记录信号发送至磁头12，并可对来自磁头12的再生信号进行处理以将数据发送至外部。就本实施方式的磁记录再生装置中所使用的磁头12而言，其可采用具有利用了巨磁阻效应(GMR)的GMR元件(再生元件)等的适于进行更高记录密度的磁头。
[实施例]
(实施例1～4和比较例1～6)
通过以下的方法制作了实施例1～4和比较例1～6的磁记录介质。
将清洗完了的玻璃基板(HOYA公司制，外形为2.5英寸)放置在DC磁控溅射法装置(ANELVA公式制C－3040)的成膜腔内，接着，对成膜腔内进行排气，以使其内的极限真空度变为1×10－5Pa，之后，在该玻璃基板上使用Cr靶材进行了10nm厚的密着层的成膜。接着，使用Co－20Fe－5Zr－5Ta{Fe含有量为20at％，Zr含有量为5at％，Ta含有量为5at％，剩余为Co}的靶材在100℃以下的基板温度下形成25nm厚的软磁性层，然后，在其上进行0.7nm厚的Ru层的成膜，之后，再进行25nm厚的Co－20Fe－5Zr－5Ta的软磁性层的成膜，并将其作为软磁性底层2。
接下来，在上述软磁性底层2上使用Ni－6W{W含有量为6at％，剩余为Ni}靶材和Ru靶材依次进行5nm和20nm厚的成膜，并将其作为配向控制层3。
接下来，在配向控制层3上采用溅射法并在氩气压力为2Pa的条件下进行了由表1～表3所示的磁性层等所构成的垂直磁性层的成膜。
接下来，采用离子束法形成了膜厚为3.0nm的保护层5。之后，采用浸渍法(dipping)形成了由全氟聚醚组成的润滑层6。据此，获得了磁记录介质。
对所获得的磁记录介质的易记录性(OW)进行了评价。评价是通过采用美国GUZIK公司制的读写分析仪(readwriteanalyzer)RWA1632及自旋支架(spinstand)S1701MP进行测定的。就磁头而言，写入使用单极(singlepole)磁极，再生部使用采用了TMR元件的磁头。首先写入750kFCI的信号，然后在其上再写入(overwrite)100kFCI的信号，接着，使用频率滤波器提取出高频成分，并根据其残留比对数据的写入能力进行了评价。
[表1]
[表2]
[表3]
热波动特性的评价是在70℃的条件下基于50kFCI的记录密度进行了写入之后，根据(So－S)×100/(So)，计算出了相对于写入后1秒时的再生输出的输出衰减率。该式中的So表示写入后经过了1秒时的再生输出，S表示10000秒后的再生输出。
另外，就ATI和FTI而言，同样也使用了美国GUZIK公司制的读写分析仪RWA1632及自旋支架S1701MP对其进行了测定。其结果示于表3。
另外，基于OW、热波动、ATI及FTI的测定结果的综合评价示于表3。由于这些测定结果分别具有折衷(tradeoff)的关系，所以需要根据这些测定结果对磁记录介质的特性进行综合判断。另外，OW为32.5dB以上、热波动为9.3％以下、ATI为1.67order以下、及FTI为0.95order以下的磁记录介质为较优的磁记录介质(标记为○)，其他的则为不及格的磁记录介质(标记为×)。
如表3所示，就实施例1～4的磁记录介质而言，其可在维持OW的前提下改善ATI及FTI。需要说明的是，如实施例3、4的磁记录介质的结果所示，即使改变了第5磁性层的磁各向异性常数Ku5及饱和磁化强度Ms5，也同样有效。比较例1是作为先前的结构的基准的磁记录介质。需要说明的是，如比较例2的磁记录介质的结果所示，如果单纯地降低第3磁性层的磁各向异性常数Ku3，则尽管OW提高了，但ATI及FTI却发生了劣化。如比较例3的磁记录介质的结果所示，如果单纯地提高第3磁性层的磁各向异性常数Ku3，尽管ATI及FTI改善了，但OW却发生了劣化。如比较例4的磁记录介质的结果所示，如果第4磁性层的饱和磁化强度Ms4及磁各向异性常数Ku4较低，则难以顺利地进行磁化反转，不能获得预期的效果。如比较例5的磁记录介质的结果所示，在第3磁性层和第4磁性层之间插入了交换结合控制层的情况下，尽管OW提高了，但ATI及FTI却发生了劣化。另外，如比较例6的磁记录介质的结果所示，在第3磁性层和第4磁性层之间及第4磁性层和第5磁性层之间插入了交换结合控制层的情况下，尽管OW提高了，但ATI及FTI却发生了劣化。
由以上可知，就作为本实施方式的磁记录介质的实施例1～4的磁记录介质而言，其不仅具有较优的电磁变换特性，而且还可应对高记录密度。
因此，基于上述，提供了一种磁记录介质，在该磁记录介质的非磁性基板上至少设置了软磁性底层、对正上方的层的配向性进行控制的配向控制层、易磁化轴相对于非磁性基板主要进行了垂直配向的垂直磁性层、及保护层；所述垂直磁性层从基板侧开始依次包括第1磁性层、第2磁性层、第3磁性层、及第4磁性层；所述第1磁性层至所述第4磁性层为粒状结构磁性层；构成所述第1磁性层至所述第4磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶；所述第1磁性层和所述第2磁性层之间及所述第2磁性层和所述第3磁性层之间分别具有交换结合控制层；所述第3磁性层与所述第4磁性层接触；所述第1磁性层至所述第4磁性层为强磁结合；在所述第1至第4磁性层的磁各向异性常数为Kui、饱和磁化强度为Msi、及膜厚为ti时(i与第1～第4磁性层的数字相对应)，满足
Kui＞Kui+1(i＝1，2)、
Msi·ti＞Msi+1·ti+1(i＝1，2)、
Kui＜Kui+1(i＝3)、及
Msi·ti＜Msi+1·ti+1(i＝3)的关系。
其中，所述Ms1在1200～500emu/cc的范围内；所述Ku1在12×106～5×106erg/cc的范围内；所述Ms2在1100～400emu/cc的范围内；所述Ku2在11×106～4×106erg/cc的范围内；所述Ms3在1000～300emu/cc的范围内；所述Ku3在10×106～4×106erg/cc的范围内；所述Ms4在900～200emu/cc的范围内；所述Ku4在9×106～2×106erg/cc的范围内；所述t1、t2、t3、及t4在1～10nm的范围内。
其中，所述第4磁性层和保护层之间包括第5磁性层；所述第5磁性层为非粒状结构磁性层；构成所述第1磁性层至所述第5磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶；所述第4磁性层与所述第5磁性层接触；所述第1磁性层至所述第5磁性层为强磁结合；在所述第5磁性层的磁各向异性常数为Ku5、饱和磁化强度为Ms5、及膜厚为t5时，满足
Ku4＞Ku5、及
Ms4·t4＞Ms5·t5的关系。
其中，所述第5磁性层的磁各向异性常数Ku5、饱和磁化强度Ms5、及膜厚t5满足
Ku3＞Ku5、及
Ms3·t3＜Ms5·t5的关系。
其中，所述Ms5在950～250emu/cc的范围内；所述Ku5在8×106～1×106erg/cc的范围内；所述t5在1～10nm的范围内。
另外，还提供了一种磁记录再生装置，其具有磁记录介质及在该磁记录介质上对信息进行记录和对该磁记录介质上的信息进行再生的磁头，其中，所述磁记录介质为上述磁记录介质。
以上对本发明的实施方式及实施例进行了详细说明，但本发明并不限定于上述的实施方式及实施例，只要不脱离权利要求书所记载的范围，还可对上述实施方式及实施例进行各种各样的变形和变更等。
Claims (7)
1.一种磁记录介质，在该磁记录介质的非磁性基板上至少设置了软磁性底层、对正上面的层的配向性进行控制的配向控制层、易磁化轴相对于所述非磁性基板主要进行了垂直配向的垂直磁性层、及保护层，
其中，所述垂直磁性层从所述非磁性基板侧开始依次包括第1磁性层、第2磁性层、第3磁性层、及第4磁性层，
所述第1磁性层至所述第4磁性层为粒状结构磁性层，
构成所述第1磁性层至所述第4磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶，
所述第1磁性层和所述第2磁性层之间及所述第2磁性层和所述第3磁性层之间分别具有交换结合控制层，
所述第3磁性层与所述第4磁性层接触，
所述第1磁性层至所述第4磁性层为强磁结合，
在所述第1磁性层至所述第4磁性层的磁各向异性常数为Kui、饱和磁化强度为Msi、及膜厚为ti时，满足如下关系，即：
Kui＞Kui+1，这里，i＝1，2；
Msi·ti＞Msi+1·ti+1，这里，i＝1，2；
Kui＜Kui+1，这里，i＝3；及
Msi·ti＜Msi+1·ti+1，这里，i＝3。
2.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，
所述Ms1在1200～500emu/cc的范围内，
所述Ku1在12×106～5×106erg/cc的范围内，
所述Ms2在1100～400emu/cc的范围内，
所述Ku2在11×106～4×106erg/cc的范围内，
所述Ms3在1000～300emu/cc的范围内，
所述Ku3在10×106～4×106erg/cc的范围内，
所述Ms4在900～200emu/cc的范围内，
所述Ku4在9×106～2×106erg/cc的范围内，
所述t1、t2、t3、及t4在1～10nm的范围内。
3.如权利要求1或2所述的磁记录介质，其中，
所述第4磁性层和保护层之间包括第5磁性层，
所述第5磁性层为非粒状结构磁性层，
构成所述第1磁性层至所述第5磁性层的磁性颗粒为连续柱状晶，
所述第4磁性层与所述第5磁性层接触，
所述第1磁性层至所述第5磁性层为强磁结合，
在所述第5磁性层的磁各向异性常数为Ku5、饱和磁化强度为Ms5、及膜厚为t5时，满足如下关系，即：
Ku4＞Ku5；及
Ms4·t4＞Ms5·t5。
4.如权利要求3所述的磁记录介质，其中，
在所述第5磁性层的磁各向异性常数为Ku5、饱和磁化强度为Ms5、及膜厚为t5时，满足如下关系，即：
Ku3＞Ku5；及
Ms3·t3＜Ms5·t5。
5.如权利要求3所述的磁记录介质，其中，
所述Ms5在950～250emu/cc的范围内，
所述Ku5在8×106～1×106erg/cc的范围内，
所述t5在1～10nm的范围内。
6.如权利要求4所述的磁记录介质，其中，
所述Ms5在950～250emu/cc的范围内，
所述Ku5在8×106～1×106erg/cc的范围内，
所述t5在1～10nm的范围内。
7.一种磁记录再生装置，具有：
磁记录介质；及
磁头，在所述磁记录介质上对信息进行记录和对所述磁记录介质上的信息进行再生，
其中，所述磁记录介质为如权利要求1至6的任意一项所述的磁记录介质。
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