CN1270294C - 磁记录介质及其制备方法，以及磁性记录和再现设备 - Google Patents

Abstract

一种磁记录介质包括非磁性基片，在这个基片上有至少一层软磁性下膜、一层控制直接在其上的膜定向的定向控制膜、一层具有基本上垂直于基片的易磁化轴的垂直磁记录膜，和一层保护膜，其中定向控制膜具有形成C11_b结构的材料组成。该磁记录介质采用一种方法生产，该生产方法包括按顺序实施以下步骤：至少一个在非磁性基片上形成软磁性下膜的步骤、形成控制直接在其上的膜定向的定向控制膜的步骤、形成具有基本上与基片垂直的易磁化轴的垂直磁记录膜的步骤，和形成保护膜的步骤。一种磁记录和再现设备包括磁记录介质和在磁记录介质上记录和再现信息的磁头，其中磁头是磁单极头。

Description

磁记录介质及其制备方法，以及磁性记录和再现设备

技术领域

本发明涉及一种记录和再现特性增强的并能记录和再现高密度信息的磁记录介质，涉及一种生产该产品的方法以及磁性记录和再现设备。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)是一种磁性记录和再现设备，它的记录密度目前以每年至少60％的速率增加，据说这一趋势还将持续下去。在这种情况下，随着适合于高记录密度的磁记录头的发展，与随着磁记录介质的发展，硬盘驱动器也得到发展。

目前市场上在磁记录和再现设备中使用的磁记录介质主要是面内磁记录介质，在该介质中，磁膜中的易磁化轴以平行于基片方式取向。易磁化轴是指沿着它容易发生磁化的轴。在Co基合金中，Co的hcp结构的c轴是易磁化轴。

对于这样一种面内磁记录介质来说，当它实施高记录密度时，每个记录位的磁性层体积就会变得太小，以致热起伏作用可能会降低记录和再现特性。而且，当实施高记录密度时，由于在记录位之间的边界区中产生的去磁化场作用，介质的噪音易于增加。

相反地，当在所谓的垂直记录介质的情况下实施高记录密度时，在这种介质中磁膜中的易磁化轴主要是垂直的，因为在记录位之间的边界区中去磁化区的作用小，并形成清晰的位边界，从而抑制了噪音增加。而且，伴随着高记录密度的实施，记录位密度仅有微小降低，所以它不容易受到热起伏作用的影响。因此，近年来，垂直磁记录介质成为人们注意的焦点，人们提出各种如下文所述的垂直磁记录相配的介质结构。

近几年来，对于需要进一步提高磁记录介质的记录密度，人们一直在研究使用磁单极头，这种磁单极头具有出色的往垂直磁记录膜写的能力。为了使用这种头，人们提出使用一种磁记录介质，在这种介质中，由于在构成记录层的垂直磁记录膜与基片之间设置了由称之软磁性材料构成的衬里层，从而改善了磁通量在磁单极头与磁记录介质之间转移的效率。

但是，这样只有一层衬里层的磁记录介质，在记录和再现中没有令人满意的记录和再现特性。人们需要的是具有出色记录和再现特性的磁记录介质。

垂直磁记录介质通常在基片上按照下述顺序包括：衬里层(软磁性底基层)、使磁性层的易磁化轴与基片表面垂直取向的定向控制膜、Co合金垂直磁性记录膜和保护膜。其中，没有提到为了改善磁记录介质的记录和再现特性而使用垂直磁性记录膜的低噪音磁性材料，但是至于层结构，下面是一些提出改进技术的实例。

日本专利No.2669529提出一种方法，其中在非磁性基片与六方晶系磁性合金膜之间有Ti下膜(under-film)，并且在Ti下膜中包括另一种元素，以改善Ti合金下膜与六方晶系磁性合金膜之间的晶格匹配，这样改善了六方晶系磁性合金膜的c轴取向。但是，当使用Ti合金基时，合金磁性膜内的置换键大小增加，因此导致介质噪音增加，难以达到进一步增加记录密度。

JP-A平8-180360提出了一种方法，其中在非磁性基片与Co合金垂直磁记录膜之间使用了Co和Ru下膜，以改善Co合金垂直磁记录膜的c轴定向。但是，Co和Ru下膜具有较大的晶体直径，这样造成Co合金磁膜中磁粉直径的增加，介质噪音增加，因此难以达到进一步增加记录密度。

JP-A昭63-211117提出了在基片与Co合金垂直磁记录膜之间使用含碳下膜。但是，使用含碳下膜时，因为含碳下膜具有无定形结构，从而降低了垂直磁记录膜的c轴定向，降低了抗热起伏性，因此难以达到进一步增加记录密度。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种磁记录介质，它具有改善的记录和再现特性，能高密度记录和再现信息，还在于提供一种生产这种介质的方法，以及磁记录和再现设备。

为了达到以上目的，本发明提供了一种磁记录介质，它具有非磁性基片，在这个基片上有至少一层软磁性下膜、一层控制直接在其上的膜定向的定向控制膜，一层具有基本上垂直于基片的易磁化轴的垂直磁记录膜，和一层保护膜，其中定向控制膜具有形成C11_b结构的材料组成。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜应包括选自至少Al、Ag、Au、Cu、Ge、Hf、Ni、Si、Ti、Zn和Zr的一种、两种或多种定向控制膜。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜是CuHf、CuTi或CuZr合金。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜是GeW或GeMo合金。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜是SiMo、SiW或SiRe合金。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜是ZnHf或ZnTi合金。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜是NiTa合金。

在该磁记录介质中，优选地定向控制膜的厚度应该是不小于0.5nm，并且不大于20nm。

在该磁记录介质中，优选地垂直磁记录膜由包括至少Cr和Pt的材料构成。

本发明还提供了任何一种磁记录介质的生产方法，该生产方法包括按顺序实施以下步骤：至少一个在非磁性基片上形成软磁性下膜的步骤、形成可控制直接在其上的膜定向的定向控制膜的步骤、形成具有主要与基片垂直定向的易磁化轴的垂直磁记录膜的步骤，和形成保护膜的步骤。

本发明还提供了一种磁记录和再现设备，该设备包括任何一种磁记录介质和磁头，它在磁记录介质上记录和再现信息，其中磁头是磁单极头。

如上所述，本发明的磁记录介质有定向控制膜，它由形成C11_b结构的材料组合物构成，因而能够使记录和再现特性得到改善。

附图说明

通过下文参照附图所作的说明，本发明的上述目的和其他目的及特征将变得显而易见。

图1是显示本发明磁记录介质第一个实施方案一部分实例的横截面图。

图2是本发明磁记录介质第二个实施方案一部分实例的横截面图。

图3(a)是显示本发明磁记录和再现设备实施例的示意横截面图。

图3(b)是显示图3(a)磁记录和再现设备的磁头实施例放大图。

具体实施方式

图1显示了本发明磁记录介质第一个实施方案一种方面的实例。该图所示的磁记录介质包括按以下述顺序沉积在非磁性基片1上的软磁性下膜2、定向控制膜3、中间膜4、垂直磁记录膜5、保护膜6和润滑膜7。

下面从非磁性基片1一侧开始依序说明其结构。

非磁性基片1可以是金属材料基片，如铝或铝合金等，或者是非金属材料基片，如玻璃、陶瓷、硅、碳化硅或碳。玻璃基片可以是非晶质玻璃或玻璃陶瓷。可以使用的非晶质玻璃包括一般的钠钙玻璃和铝硅酸盐玻璃。使用的玻璃陶瓷可以是锂基玻璃陶瓷。作为陶瓷基片，可以使用有一般氧化铝、氮化铝或氮化硅作为主要成分的烧结体，或使用其纤维增强的材料。

为了实现适合于高密度记录的低头浮动，非磁性基片1的平均表面粗糙度Ra应该不大于2nm(20)，优选地不大于1nm。

为了实现适合于高密度记录的低头浮动，表面的微波纹度(Wa)应该不大于0.3nm(优选地不大于0.25nm)。从头的飞行稳定性角度来看，边缘刻槽部分和至少一边的表面平均表面粗糙度Ra也不应大于10nm(更优选地不大于9.5nm)。当平均表面粗糙度的测量范围在80微米内时，例如使用P-12表面粗糙度测定系统(由KLA-Tencor公司生产)可以测定微波纹度(Wa)。

设置软磁性下膜2以便更可靠地固定在其上记录着信息的、与非磁性基片1垂直的垂直磁记录膜5的磁化方向，还增加由磁头产生的磁通量相对于基片的垂直分量。当垂直记录用的磁单极头用作记录和再现磁头时，希望这种效果是特别显著的。

当使用软磁性材料形成软磁性下膜2时，可以使用含有Fe、Ni和Co的材料。特定的材料包括FeCo基合金(FeCo、FeCoV等)、FeNi基合金(FeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSi等)、FeAl基合金(FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO等)、FeCr基合金(FeCr、FeCrTi、FeCrCu等)、FeTa基合金(FeTa、FeTaC、FeTaN等)、FeMg基合金(FeMgO等)、FeZr基合金(FeZrN等)、FeC基合金、FeN基合金、FeSi基合金、FeP基合金、FeNb基合金、FeHf基合金和FeB基合金。可以使用具有微晶体结构的材料，如含有60at％或更多Fe的FeAlO、FeMgO、FeTaN和FeZrN，或者具有微晶体粒分散在基体中的颗粒结构的材料。除了上述材料之外，可以用于软磁性下膜2的材料还包括含有至少80at％Co和至少一种选自Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等的Co合金。CoZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr、CoZrMo和其他这样的合金是特别合适的。

希望软磁性下膜2的矫顽磁力Hc不大于100(Oe)(更优选地不大于20(Oe))。不希望矫顽磁力Hc超过上述范围，因为软磁性性能会不够，并且会使再现的波形变形，不是所谓的方波。

软磁性下膜2的饱和磁通量密度Bs(T)和软磁性下膜2的薄膜厚度t(nm)的积Bs·t(T·nm)应该不小于40(T·nm)(更优选地不小于60(T·nm))。Bs·t小于这个范围的是不合要求的，因为再现波形会变形，OW特性会降低。可用TEM(透射电子显微镜)观察得到薄膜层的厚度。

还希望软磁性下膜2表面(在定向控制膜3一侧的表面)的材料被部分或全部氧化。换句话说，希望软磁性下膜2表面(在定向控制膜3一侧的表面)的材料及其邻近部分被部分氧化，或者形成或沉积材料的氧化物。这么做能够抑制软磁性下膜2表面的磁场波动，减少由于这样的磁场波动所造成的噪音，从而改进磁记录介质的记录和再现特性。而且，通过使在软磁性下膜2上形成的定向控制膜3晶粒成粒更细，也可以改善记录和再现特性。

例如通过形成软磁性下膜2，然后接触含氧空气这样的方法，或者通过在形成软磁性下膜2的近表面部分的过程中导入氧气这样的方法，软磁性下膜2表面(在定向控制膜3一侧的表面)及其邻近部分可以很容易地被部分或全部氧化。具体地，在软磁性下膜2的表面接触氧气的方法的情况下，可在氧气氛中或用氩气或氮气稀释氧气的气氛中保持0.3-20秒。它还可暴露于空气中。特别地当用氩气或氮气稀释氧气时，调节软磁性下膜2表面的氧化程度，稳定生产是比较容易的。而且，在将氧气加入到用于形成软磁性下膜2薄膜的气体中时，例如如果采用溅射作为膜生长法，只是在膜生长的部分时间里才有必要往生产气体加氧气。例如，在氩气作为生产气体的情况下，可以体积比0.05-50％(优选地0.1-20％)混入氧气。

定向控制膜3控制着上面的中间膜4和/或垂直磁记录膜5的定向和颗粒直径。在本发明磁记录介质中，定向控制膜3由具有C11_b结构的材料组成。

希望定向控制膜3含有选自至少Al、Ag、Au、Cu、Ge、Hf、Ni、Si、Ti、Zn和Zr中的一种、两种或多种。特别要求的是选自CuHf、CuTi、CuZr、GeW、GeMo、SiMo、SiW、SiRe、ZnHf、ZnTi和NiTa合金中的任何一种。使用以上材料能够改善记录和再现特性。

还希望定向控制膜3材料的熔点不低于800(K)。如果用于形成定向控制膜3的材料的熔点低于800(K)，则表面粗糙度Ra增加，因此不可能充分降低记录和再现头的浮动高度，从而难以增加记录密度。

此外，定向控制膜3的厚度应该不小于0.5nm，并且不大于20nm(更优选地1-12nm)。当定向控制膜3的厚度在该范围内时，垂直磁记录膜5的垂直方向变得特别高，记录过程中磁头和软磁性下膜2之间的距离可能变小，因此有可能增强记录和再现特性，还不降低再现信号的分辨率。如果厚度小于这一范围，则垂直磁记录膜5的垂直方向降低，就会降低记录和再现特性和抗热起伏性。如果超过这一厚度范围，则垂直磁记录膜5的垂直方向降低，就会降低记录和再现特性和抗热起伏性。而且，由于再现信号分辨率和再现输出降低，因此在记录期间磁头与软磁性下膜2之间的距离增加是不合乎要求的。

可通过溅射涂膜方法形成定向控制膜3，为无定形或细晶体结构。这种晶体结构可用X光衍射方法或透射电子显微镜(TEM)证实。

定向控制膜3的表面形状影响着垂直磁记录膜5和保护膜6的表面形状，所以降低了磁记录介质的不均匀度，降低记录和再现过程中头的浮动高度，要求定向控制膜3的表面粗糙度Ra不大于2nm。表面粗糙度Ra不大于2nm可降低磁记录介质的表面不均匀度，使记录和再现过程中磁头的浮动高度充分降低，从而增加了记录密度。

对于用于使定向控制膜3生长的气体，希望使用含有氧气或氮气的生产气体，以净化在其上形成的垂直磁记录膜。如果使用溅射涂膜方法例如作为膜生长方法形成薄膜时，则希望使用与氩气混合的氧气，其体积比为0.05-50％(更优选地0.1-20％)，或与氩气混合的氮气，其体积比为0.01-20％(更优选地0.02-10％)。

如说明实施例中所显示的，为了改善记录和再现特性，可在定向控制膜3和垂直磁记录膜5之间设置中间膜4。对于这一中间膜4，希望使用具有hcp结构的材料，CoCr合金、CoCrY1合金或CoY1(Y1：选自Pt、Ta、Zr、Ru、Nb、Cu、Re、Ni、Mn、Ge、Si、O、N和B中的一种、两种或多种)合金是特别合适的。中间膜4优选地应该含有30-70at％Co。中间膜4的厚度优选地应该不大于30nm(更优选地，不大于20nm)，以防止由于在垂直磁记录膜5中磁粉粗化而使记录和再现特性变差，防止由于磁头与软磁性下膜2之间的距离增加而降低记录分辨率。因此，只要中间膜4能使垂直磁记录膜5的垂直定向增加，就能提高垂直磁记录膜5的矫顽磁力，因此进一步改善记录和再现特性以及抗热起伏性。

垂直磁记录膜5的易磁化轴基本上与基片垂直取向，该薄膜优选地由含有至少Co、Cr和Pt的材料形成。希望由含有至少Cr和Pt的材料形成这种薄膜，Cr的含量不小于14at％，并且不大于24at％(更优选地不小于16at％，并且不大于22at％)，Pt含量不小于14at％，并且不大于24at％(更优选地不小于15at％，并且不大于20at％)。关于基本上垂直，它是指垂直矫顽磁力Hc(P)和面内矫顽磁力Hc(L)为Hc(P)＞Hc(L)的垂直磁记录膜。使用含有不小于0.1并不大于5at％B的材料也是合乎要求的。这样能减少磁性颗粒之间的交换耦合作用，从而有可能改善记录和再现特性。Cr含量小于14at％的材料组合物是不合乎要求的，因为磁颗粒之间的交换耦合作用会增加，因此增加磁簇的直径，从而提高噪音。Co含量高于24at％也是不合乎要求的，因为它会降低剩余磁化强度(Mr)与饱和磁化强度(Ms)之间的Mr/Ms比。如果Pt含量小于14at％，由于降低剩余磁化强度(Mr)与饱和磁化强度(Ms)之间的Mr/Ms比率，则对记录和再现特性的改善作用会是不充分的。由于噪音会增加，因此Pt含量高于24at％是不合乎要求的。

当垂直磁记录膜5由CoCrPt基合金构成时，如果需要，可加入除B之外的任何元素。这些元素没有特别的限制，但其中可以提到Ta、Mo、Nb、Hf、Ir、Cu、Ru、Nd、Zr、W和Nd。

另外，对于垂直磁记录薄膜5，可使用其中加入选自Zr、Nb、Re、V、Ni、Mn、Ge、Si、O和N的一种或多种元素的合金。

垂直磁记录膜5可以是由CoCrPt基材料构成的一层结构，或者是由两层或多层具有不同组成的材料构成的结构。在两层或多层结构的情况下，可以使用由Co基合金(CoCr、CoB、Co-SiO₂等)和Pd基合金(PdB、Pd-SiO₂等)多层构成的多层结构，或由如CoTb和CoNd之类的无定形材料和CoCrPt基材料构成的多层结构。或者，CoCrPt基材料可用作第一层垂直磁记录膜，具有不同组成的CoCrPt基材料用作第二层垂直磁记录膜。而且，CoCrPt基材料可用作第一层垂直磁记录膜，而CoNd用作第二层垂直磁记录膜。

希望垂直磁记录膜5的厚度是7-60nm(更优选地10-40nm)。垂直磁记录薄膜5的厚度是7nm或以上是合乎要求的，因为可得到足够的磁通量，在再现中输出没有任何降低，在输出波形的噪音分量中没有任何涡流损耗，因此导致适合于更高记录密度的磁记录和再现设备操作。而且，垂直磁记录膜5的厚度不大于60nm是合乎要求的，因为它能抑制垂直磁记录薄膜5中磁粉粗化，因此不会存在由噪音增加所引起记录和再现特性降低的任何危险。

希望垂直磁记录膜5的矫顽磁力不小于3000(Oe)。矫顽磁力小于3000(Oe)是不合乎要求的，因为它妨碍获得必要的高记录密度分辨率，还降低了抗热起伏性。

此外，垂直磁记录薄膜5的剩余磁化强度(Mr)与饱和磁化强度(Ms)的比Mr/Ms希望不小于0.9。Mr/Ms小于0.9是不合要求的，因为它降低了磁记录介质的抗热起伏性。

还希望垂直磁记录薄膜5的成核场(-Hn)不小于0，并且不大于2500(Oe)。磁记录介质具有反磁畴成核场(-Hn)小于0是不合乎要求的，因为降低了抗热起伏性。反磁畴成核场(-Hn)的上限设定为2500(Oe)。试图获得更高反磁畴成核场(-Hn)可得到具有不足磁分离的磁粉，因此增加活性磁矩(vIsb)，造成在记录和再现中噪音的增加。

希望垂直磁记录薄膜5晶粒的平均粒径为5-15nm。用TEM(透射电子显微镜)观察垂直磁记录薄膜5的晶粒，然后处理观察的图像，这样可以得到平均粒径。

希望垂直磁记录薄膜5的ΔHc/Hc不大于0.3。ΔHc/Hc不大于0.3是合乎要求的，因为它减少了磁化颗粒直径的变化，这样在垂直磁记录薄膜的垂直方向产生了更均匀的矫顽磁力，因此能抑制记录和再现特性和抗热起伏性变差。

保护膜6可防止垂直磁记录薄膜5受到腐蚀，还防止磁头接触介质时介质表面受到损伤。保护膜6可由通常的已知材料构成，例如含有C、SiO₂和ZrO₂的材料。从高记录密度的角度来看，希望保护膜6的厚度为1-10nm，因为这一厚度使得有可能减小磁头与垂直磁记录薄膜5之间的距离。

对于润滑膜7，希望使用一种通常的已知材料，例如全氟聚醚、氟代醇、氟代羧酸等。

由多层构成的磁记录介质，每一层都具有如上所述的结构，是本发明的第一项发明，该介质具有由C11_b结构合金构成的定向控制膜3，当其用于更高记录密度时，改善了记录和再现特性(例如，降低噪音)，从而构成了能实现高密度信息记录和再现的磁记录介质。

图2显示了本发明磁记录介质第二个实施方案的一个方面实例，其中在第一个实施方案的非磁性基片1与软磁性下膜2之间，配置一种具有基本面内定向的磁各向异性的永磁膜8。

永磁膜8可由CoSm合金构成，或者CoCrPtY2合金(Y2：选自Pt、Ta、Zr、Nb、Cu、Re、Ni、Mn、Ge、Si、O、N和B中的一种或多种)也是合适的。永磁膜8的矫顽磁力Hc不小于500(Oe)是合乎要求的(更优选地不小于1000(Oe))。永磁膜8的厚度不大于150nm也是合乎要求的(更优选地不大于70nm)。厚度超过150nm则不合要求，因为它会增加定向控制膜3的表面粗糙度Ra。还希望构成的永磁膜8与软磁性下膜2交换偶合，磁化以基片径向方向取向。

配置永磁膜8能更有效地控制在软磁性下膜2中形成巨大的磁畴，使噪声尖峰避免磁畴壁，并充分地降低在记录和再现过程中的错误率。

可以在非磁性基片1与永磁膜8之间使用如Cr合金材料或NiAl之类的B2结构材料，控制永磁膜8的定向。

其次，将描述第一个(或第二个)实施方案磁记录介质的生产方法实例。首先，采用例如溅射之类的方法在非磁性基片1上形成软磁性下膜2。然后，如果需要，部分或全部地氧化软磁性下膜2及其邻近的部分表面。接下来，采用例如溅射之类的方法形成定向控制膜3、中间膜4和垂直磁记录膜5。然后，采用如CVD法、离子束法或溅射法之类的方法形成保护膜6。接着，采用浸涂法、旋转涂布法等方法形成润滑膜7。在生产第二个实施方案的磁记录介质时，可以包括在非磁性基片1与软磁性下膜2之间形成永磁膜8的步骤。下面解释各个工艺过程。

如果需要，洗涤非磁性基片1，然后将非磁性基片1放在成膜设备的室中。此外，如果需要，例如使用加热器将非磁性基片1加热到100-400℃。然后，使用具有与各层材料相同组成的材料的溅射靶，采用DC或RF磁控管溅射，在非磁性基片1上形成软磁性下膜2、定向控制膜3、中间膜4和垂直磁记录膜5。例如，形成这些薄膜所使用的溅射条件设定如下。成膜所用的室抽真空达到真空度10^-5-10^-7Pa。室中放置非磁性基片1，然后加入Ar气，例如作为溅射气，再放电进行溅射成膜。这时提供的功率是0.05-5千瓦，并且可调节放电时间和提供的功率，以得到所需要的薄膜厚度。特别地，膜厚度为50-400nm是合要求的。

在形成软磁性下膜2时，希望使用由上述这些类磁性材料制成的溅射靶(易熔合金靶或烧结合金靶)，以利于形成软磁性下膜。

形成软磁性下膜2之后，希望的是例如采用一种方法，其中在形成软磁性下膜2后接触含有氧气的气氛，或者采用另一种方法，其中在软磁性下膜2的近表部分生长过程中加入氧气，进行前面所述的部分或全部氧化软磁性下膜2表面(在定向控制膜3一侧上面)的过程。

形成软磁性下膜2之后，通过调节放电时间和供应的功率，形成膜厚度1-20nm(更优选地1-10nm)的定向控制膜3。

在形成定向控制膜3的过程中，希望使用由上述这类磁性材料制成的溅射靶，以便于形成定向控制膜。用于形成定向控制膜3的溅射靶材料是具有C11_b结构的合金。

如已经描述的，氧气或氮气可以加到用于生长定向控制膜3的气体中，其目的是精制垂直磁记录膜。

在形成定向控制膜3后形成垂直磁记录膜5。在形成垂直磁记录膜的过程中，希望使用由这类磁性材料制成的溅射靶，以便于形成垂直磁记录膜。

如已经描述的，可在定向控制膜3与垂直磁记录膜5之间提供中间膜4，以增加垂直磁记录膜5的垂直定向，增加垂直磁记录膜5的矫顽磁力，进一步改进记录和再现特性和抗热起伏性。

在形成垂直磁记录膜5之后，例如使用溅射法或等离子体CVD法，或二者结合的方法，形成保护膜6，例如以碳为主要成分的保护膜。

此外，如果需要，可采用如浸渍或旋转涂布法，在保护膜6上涂布全氟聚醚或其他这样的氟基润滑剂的润滑膜7。

采用这种磁记录介质生产方法所生产的磁记录介质是本发明的第二项发明，本发明由这些工艺过程构成，可采用溅射法等实施的磁记录介质是定向控制膜3由C11_b结构合金构成的磁记录介质，改善了在高记录密度使用时的记录和再现特性(例如，更低的噪音)，改善了抗热起伏性，从而形成了能达到高密度信息记录和再现的磁记录介质。

图3显示了磁记录和再现设备的一个例子，这是本发明的第三个发明，它使用第一项发明的磁记录介质，是根据第二项发明生产的。这里所示的磁记录和再现设备包括磁记录介质9、使磁记录介质9旋转的介质驱动部分10、将信息记录在磁记录介质9上并再现记录的磁头11、磁头驱动部分12以及记录和再现信号处理系统13。记录和再现信号处理系统13能处理输入数据，将记录信号送到磁头11，处理来自磁头11的再现信号，输出数据。磁头11可以例如是垂直记录应用的单极磁头。合适的单极磁头是具有这样一种结构的头，它带有主磁极11a、辅助极11b、连接它们的连接部分11c以及在连接部分11c上的线圈11d。

这种磁记录和再现设备使用具有上述结构的磁记录介质9，能改进记录和再现特性，有助于达到高记录密度。

下面列出一些实施例，阐明本发明的实施和作用，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

在DC磁控管溅射装置(C-3010，由日本Anelva公司生产)的成膜室中放置洗涤过的玻璃基片(由日本Ohara公司生产，外直径2.5英寸)。成膜室抽真空直到1×10^-5Pa之后，使用89Co-4Zr-7Nb(Co含量89at％，Zr含量4at％，Nb含量7at％)靶，采用溅射法在玻璃基片上形成160nm软磁性下膜2。使用振动样品磁强计(VSM)确定膜的饱和磁通量密度Bs(T)与膜厚度t(nm)的积Bs.t(T·nm)为200(T·nm)。接下来，将基片加热到240℃，用33Cu-67Hf靶在软磁性下膜2上形成8nm定向控制膜。确定膜的饱和磁化强度Ms为100(emu/cc)。使用65Co-30Cr-5B(Co含量65at％，Cr含量30at％，B含量5at％)靶形成10nm中间膜4，然后使用64Co-17Cr-17Pt-2B(Co含量64at％，Cr含量17at％，Pt含量17at％，B含量2at％)靶形成20nm垂直磁记录膜。对于上述溅射法，用氩气作为膜生长工艺过程的气体，在0.6Pa压力下形成了这种膜。其次，使用CVD法形成5nm保护膜6。接下来，采用浸渍法形成全氟聚醚润滑膜，由此得到磁记录介质。其含量列在表1中。

对比实施例1-3：

除使用60Ru-40Co、Ti和C靶之外，实施例1用作制造磁记录介质的基础。这些含量列在表1中。

评价实施例1和对比实施例1-3的磁记录介质的记录和再现特性。为了评价记录和再现特性，使用美国Guzik公司生产的RWA1632读/写分析仪和S1701MP Spin-Stand进行了测定。为了评价记录和再现特性，使用了一个磁头，它有一个用于写的单极和带有GMR元件的再现部分，采用600kFCI的线性记录密度随记录频率的条件进行了这些测定。试验结果列在表1中。

表1

	软磁性下膜		定向控制膜		中间膜		垂直磁记录膜		记录/重放特性
													组成	Bs×1(Tnm)	组成(at％)	厚度(nm)	组成(at％)	厚度(nm)	组成(at％)	厚度(nm)	错误率(10X)	Hc(Oe)	Mr/Ms	-Hn(Oe)
	实施例1	CoZrNb	200	33Cu-67Hf	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.8	4255	1.00													500
对比实施例1													CoZrNb	200	60Ru-40Co	15	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-4.1	4250	0.77	100
	对比实施例2	CoZrNb	200	Ti	20	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-2.1	3590	1.00													400
对比实施例3													CoZrNb	200	C	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-3.2	3760	0.88	100

从表1可以清楚地看到，实施例1的磁记录介质显示了比对比实施例1-3更好的记录和再现特性，在实施例1的磁记录介质中，定向控制膜由33Cu-67Hf合金构成。

实施例2-11：

实施例1用作实施例2-11制造磁记录介质的基础，除了如表2所列的定向控制膜的组分。为了进行对比，让中间膜和垂直磁记录膜有相同的组成和厚度。

评价实施例2-11的磁记录介质的记录和再现特性。采用上述相同的评价方法。试验结果列在表2中。

表2

	软磁性下膜		定向控制膜		中间膜		垂直磁记录膜		记录/再现特性
										组分	Bs×1(T·nm)	组分(at％)	厚度(nm)	组分(at％)	厚度(nm)	组分(at％)	厚度(nm)	错误率(10X)
	实施例1	CoZrNb	200	33Cu-67Hf	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.8
实施例2										CoZrNb	200	33Cu-67Ti	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.6
	实施例3	CoZrNb	200	33Cu-67Zr	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.4
实施例4										CoZrNb	200	67Ge-33W	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.1
	实施例5	CoZrNb	200	67Ge-33Mo	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.1
实施例6										CoZrNb	200	67Si-33Mo	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.2
	实施例7	CoZrNb	200	67Si-33W	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.3
实施例8										CoZrNb	200	65Si-35Re	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.3
	实施例9	CoZrNb	200	33Zn-67Hf	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.8
实施例10										CoZrNb	200	33Zn-67Ti	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.6
	实施例11	CoZrNb	200	67Ni-33Ta	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.9

从表2清楚地看到，实施例2-11的磁记录介质显示了出众的记录和再现特性，这些磁记录介质中的定向控制膜具有C11_b结构的组成。

实施例12-16：

实施例1用作实施例12-16制造磁记录介质的基础，除了如表3所列的定向控制膜的厚度。为了进行对比，让定向控制膜具有相同的组成。此外，让软磁性下膜、中间膜和垂直磁记录膜具有相同的组成和厚度。

评价实施例12-16的磁记录介质的记录和再现特性。采用上述相同的评价方法。试验结果列在表3中。

表3

	软磁性下膜		定向控制膜		中间膜		垂直磁记录膜		记录/再现特性
										组分	Bs×1(T·nm)	组分(at％)	厚度(nm)	组分(at％)	厚度(nm)	组分(at％)	厚度(nm)	错误率(10X)
	实施例1	CoZrNb	200	33Cu-67Hf	5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.8
实施例12										CoZrNb	200	33Cu-67Hf	0.6	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.2
	实施例13	CoZrNb	200	33Cu-67Hf	1.5	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.4
实施例14										CoZrNb	200	33Cu-67Hf	11	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.7
	实施例15	CoZrNb	200	33Cu-67Hf	18	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20										-5.5
实施例16										CoZrNb	200	33Cu-67Hf	30	65Co-30Cr-5B	10	64Co-17Cr-17Pt-2B	20	-5.0

从表3清楚地看到，实施例12-16的磁记录介质显示了特别好的记录和再现特性，这些磁记录介质中定向控制膜的厚度不小于0.5nm，并且不大于20nm(特别地不小于1nm并不大于12nm)。

如前所述，本发明的磁记录介质包括，在非磁性基片上至少一层软磁性下膜、控制上面膜定向的定向控制膜、具有基本垂直于基片的易磁化轴的垂直磁记录膜和保护膜，其中定向控制膜由具有C11_b结构的材料构成，能改善记录和再现特性。

Claims (5)

1、一种磁记录介质，它具有非磁性基片，在这个基片上有至少一层软磁性下膜、一层控制直接在其上的膜定向的定向控制膜、一层具有基本上垂直于基片的易磁化轴的垂直磁记录膜、和一层保护膜，其中定向控制膜具有形成C11_b结构的材料组成，其特征在于：其中定向控制膜应包括Al、Ag、Au、Cu、Ge、Hf、Ni、Si、Ti、Zn、Zr、CuHf、CuTi、CuZr、GeW、GeMo、SiMo、SiW、SiRe、ZnHf、ZnTi、NiTa中的一种或两种。

2、根据权利要求1所述的磁记录介质，其中要求定向控制膜的厚度应该是不小于0.5nm，并且不大于20nm。

3、根据权利要求1所述的磁记录介质，其中要求垂直磁记录膜由包括至少Cr和Pt的材料构成。

4、根据权利要求1所述的磁记录介质的生产方法，该生产方法包括按顺序实施以下步骤：至少一个在非磁性基片上形成软磁性下膜的步骤、形成控制直接在其上的膜定向的定向控制膜的步骤、形成具有基本上与基片垂直的易磁化轴的垂直磁记录膜的步骤，和形成保护膜的步骤。

5、一种磁记录和再现设备，该设备包括根据权利要求1所述的磁记录介质和在磁记录介质上记录和再现信息的磁头，其中磁头是单极磁头。

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