CN1639774A - 磁记录介质及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁记录介质及其制造方法。该磁记录介质包括：由Co基合金材料构成的强磁性层和配置于强磁性层上的由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层和配置于非磁性结合层上的由Co基合金材料构成的磁记录层。非磁性结合层由于是在Ar－N₂混合气体气氛中通过溅射而形成，所以其中含有氮。在溅射过程中的氮气分压强在6.7×10^－3～3.7×10^－2Pa的范围之内。

Description

磁记录介质及其制造方法

技术领域

本发明涉及适于高密度记录的磁记录介质及其制造方法。

背景技术

伴随着信息处理技术的日益发达，对于用于计算机外部存储装置的磁盘装置要具有高密度化的要求日渐增高。为满足该需要，作为磁记录介质要求具有的特性，例如：磁记录介质的高S/Nm(输出对介质干扰的比)化及提高热稳定性。要降低介质干扰，则需要例如：使形成磁性层的磁性颗粒的细微化及削弱磁性颗粒间的磁性相互作用。

作为使磁性颗粒微小化的方法，以往提出有在磁记录层的CoCr合金中添加Ta，Nb，B，P等的方法。另外，为获得高矫顽力(Hc)，一般要在磁记录层的CoCr合金中添加Pt。添加Cu也能形成低tMr(Mr表示残留磁化)或具高矫顽力(Hc)的磁记录层。为了削弱磁性颗粒间的磁性相互作用，有效的方法是通过提高构成磁记录层的CoCr合金的Cr含有量、并增加硼(B)的添加量来形成晶界，使磁性颗粒孤立化。

另外，提高作为磁记录层的易磁化轴的C轴的面内定向性也能降低介质干扰。并且，以往还提出有：使用与磁记录层的CoCr合金的晶格大小相近的合适的Cr合金底层的技术，以及在磁记录层与底层之间，形成与磁记录层相比，能获得高面内定向性的由Co基合金构成的中间层的技术等(S.Ohkijima et al，Digest of IEEE-Inter-Mag.，AB-03，1997)。

在面内磁记录介质中，人们知道再生波形的脉冲宽度Pw50与作为介质的静磁特性的矫顽力Hc和残留磁化Mr、磁性层膜厚t之间存在如下的关系：

a∝(t×Mr/Hc)^1/2

Pw50＝(2(a+d)²+(a/2)²)^1/2

此处，d表示磁间隔。原理上，脉冲宽度越窄，其记录再生信号的分辨率越高。因此，作为高密度记录介质，则希望其磁性膜尽量薄并且能够产生尽量高的矫顽力。

然而，磁性颗粒如果进一步趋向细微化和孤立化，则由于对应记录信号的线密度而带来的消磁磁场及热活性化的加强，会产生信号劣化的问题。以往，作为提高热稳定性的一般方法，一直采用加强各向异性磁场(Hk)的方法。但如果将各向异性磁场(Hk)的场强增加过大，则磁性颗粒的磁反转所必需的磁头的写入磁场的场强也会随之增大，由此会导致磁头的写入性能变差。

另外，作为提高热稳定性的方法之一，提出了保磁型磁记录介质。保磁层由与磁性层(磁记录层)的磁化方向相平行的软磁性层构成。该软磁性层配置于磁性层的上方或下方。一般将Cr磁绝缘层设置在软磁性层与磁性层之间。软磁性层用于削弱磁性层写入位的消磁性。但由于与磁性层连续交换耦合的软磁记录层的结合，不能达到磁性层颗粒反结合的目的。其结果会增大介质干扰。

另一方面，特开2001-56924号中提出了一种磁记录介质：其至少具有一种交换层结构及设置于该交换层结构上的磁记录层，交换层构造包括强磁性层及设置于该强磁性层上的非磁性结合层，强磁性层与磁记录层的磁化方向呈互为反向平行。在该磁记录介质中，当从外部施加记录磁场时，磁记录层与强磁性层的磁化方向变为互相平行状态，而后在未施加记录磁场的残留磁化状态下，强磁性层的磁化方向反转，与磁记录层的磁化方向呈反向平行状态。由于通过使强磁性层的磁化方向反转可明显增加整体的膜厚，因此，不会给磁记录介质的性能带来不良影响，可实现提高写入位的热稳定性、减弱介质干扰、能进行高可靠性的高密度记录的磁记录介质。

上述交换层结构的方法对于提高热稳定性、减弱介质干扰很有效。在具有该交换层结构的磁记录介质中，为提高热稳定性，希望使磁记录层与强磁性层的磁化方向呈反向平行状态的交换结合磁场具有充分的强度。

专利文献1：特开2001-56922号公报

专利文献2：特开2001-56924号公报

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种可增强磁记录层和强磁性层的交换结合力，能进一步提高位的热稳定性并能进行高可靠性的高密度记录的磁记录介质。

本发明目的之一提供一种磁记录介质，其特征在于，具有：由Co基合金材料构成的强磁性层；配置在该强磁性层上的由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层；和配置在该非磁性结合层上的由Co基合金材料构成的磁记录层；所述非磁性结合层中含有氮。

非磁性结合层通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成，在溅射过程中氮气分压强在6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围之内。磁记录层优选由以Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt、B及Cu组成的组中选出的至少一种元素的一层以上的Co基合金层构成。强磁性层优选以Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt及B组成的组中选出的至少一种元素。

本发明目的之二提供一种磁记录介质，其特征在于，具有：非磁性基板；配置于该非磁性基板上的底层；配置于该底层上的非磁性中间层；配置于该非磁性中间层上的由Co基合金材料构成的强磁性层；配置于该强磁性层上的由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层；配置于该非磁性结合层上的由Co基合金材料构成的磁记录层，所述非磁性结合层中含有氮。

非磁性结合层通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成，在溅射过程中的氮气分压强在6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围之内。底层优选包括由Cr构成的第1底层，和配置于该第1底层上的以Cr为主成分，并包含从由Mo、Ta、Ti、W及Va组成的组中选出的至少一种以上的元素的第2底层。

本发明目的之三提供一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在基板上，通过溅射形成底层膜；在该底层上，通过溅射形成非磁性中间层膜；在该非磁性中间层上，通过溅射形成由Co基合金材料构成的强磁性层膜；在该强磁性层上，通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层膜；在该非磁性结合层上，通过溅射形成由Co基合金材料构成的磁记录层膜。

理想的是，在溅射过程中的氮气分压强为6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围内进行所述非磁性结合层的成膜。

附图说明

图1是表示本发明实施方式中磁记录介质的结构的图。

图2是表示本发明的磁记录介质制造方法的流程图。

图3是表示交换结合磁场与在交换结合层的成膜时的氮气分压强的依存关系的图。

图4是表示磁记录层的矫顽力与在交换结合层的成膜时的氮气分压强的依存关系的图。

图5是表示记录密度为307kFCI的条件下S/Nm与在交换结合层的成膜时的与氮气分压强的依存关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的磁记录介质及其制造方法的实施方式。

图1是表示本发明的实施方式的磁记录介质的剖面图。该磁记录介质具有层状结构，依次分为：非磁性基板2、Cr密接层4、NiP晶种层6、第1底层8、第2底层10、非磁性中间层12、强磁性层14、含氮的Ru非磁性结合层16、磁记录层18、保护层20及润滑层22。

非磁性基板2由例如A1、A1合金或玻璃构成。对于该非磁性基板2实施或不实施网纹处理均可。该非磁性基板2上形成有25nm的Cr密接层4。该Cr密接层4上形成有25nm的NiP晶种层6。该NiP晶种层6上形成有4nm的由Cr构成的第1底层8。该第1底层8上形成有3nm的由CrMo构成的第2底层10。该第2底层10不限于CrMo的成分结构，也可以是Cr为主要成分，并包含从Mo、Ta、Ti、W及Va组成的组中选出的至少一种以上的元素。

第2底层10上形成有1nm的由CoCrTa构成的非磁性中间层12。该非磁性中间层12的设置，是为了促进磁记录层18的外延生长、减小颗粒分布幅度及沿磁记录介质的记录面的平行面的磁记录层的易磁化轴的定向。该非磁性中间层12上形成有3nm的由CoCrPtB构成的强磁性层14。该强磁性层14不限于所述组成，只要是以Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt及B组成的组中选出的至少一种元素即可。

强磁性层14上形成有0.8nm的由Ru构成的非磁性交换结合层16。该Ru非磁性交换结合层16在Ar-N₂混合气体气氛中经溅射成膜。由此能使Ru中含微量氮(N)。Ru(N)非磁性交换结合层16上形成有17nm的由CoCrPtBCu构成的磁记录层18。该磁记录层18不限于所述组成，也可以是Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt、B及Cu组成的组中选出的至少一种元素。另外，该磁记录层18不限于单层结构，具有多层结构亦可。该磁记录层18上形成有5nm的C保护层20。该保护层20上形成有润滑层22，该润滑层22为使磁记录介质的表面润滑的层，由有机润滑剂构成。

图2是表示所述磁记录介质制造步骤的流程图。首先，在步骤10中进行排气，使溅射室内的压强下降到4×10^-5Pa以下。然后在步骤11中将基板2加热至220摄氏度后，导入Ar气体使溅射室内保持0.67Pa的压强，进行Cr密接层4的成膜(步骤12)和NiP晶种层6的成膜(步骤13)。

在步骤14中将基板2加热至260摄氏度，然后进行第1及第2底层8和10的成膜(步骤15)。在第2底层10上进行CoCrTa非磁性中间层12的成膜(步骤16)，再进行CoCrPtB强磁性层14的成膜(步骤17)。而后，将Ar-N₂混合气导入溅射室内，进行0.8nm的Ru(N)非磁性交换结合层16的成膜(步骤18)。在该非磁性交换结合层18的成膜时，改变氮气分压强，对交换结合磁场(Hex)、矫顽力(Hc)及S/Nm的氮气分压强依存关系进行了测定。

然后，将Ar气体导入溅射室内，进行17nm的CoCrPtBCu磁记录层18的成膜(步骤19)，在步骤20中进行5nm的C保护层20的成膜。接着，从溅射室内取出基板2，在保护层20上涂敷有机润滑剂形成润滑层22(步骤21)。

图3是表示交换结合磁场与在交换结合层的成膜时的氮气分压强的依存关系的图。与未在交换结合层中添加氮的介质相比，在交换结合层添加了氮的介质中，随着氮气分压强的升高，交换结合磁场(Hex)增强。

图4是表示磁记录层的矫顽力与在交换结合层的成膜时的氮气分压强的依存关系的图。可看出由于氮气分压强的增加使矫顽力趋于下降，在可获得所希望矫顽力(Hc)为3000奥斯特(Oe)以上或3000×π/4(kA/m)以上的范围内，氮气分压强为3.7×10^-2Pa以下。但矫顽力可通过选用磁记录层18的最适宜材料，来弥补因添加氮气造成的损失。

图5是表示记录密度为307kFCI的条件下S/Nm与在交换结合层的成膜时的与氮气分压强的依存关系的图。与未添加氮的情况相比，在氮气分压强上升的同时S/Nm增大，在氮气分压强为6.7×10^-3Pa以上的情况下，可获得14.5dB以上的S/Nm。如图4和图5的实验结果所示，非磁性交换结合层16成膜时的氮气分压强优选处于6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围内。

根据本发明，可增强磁记录层与强磁性层之间的交换结合力，提高位的热稳定性，提供具有高S/Nm的磁记录介质。

Claims (9)

1.一种磁记录介质，其特征在于：具有：

由Co基合金材料构成的强磁性层；

配置在该强磁性层上的由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层；和

配置在该非磁性结合层上的由Co基合金材料构成的磁记录层；

所述非磁性结合层中含有氮。

2.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于：所述非磁性结合层通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成，在溅射过程中氮气分压强在6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围之内。

3.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于：所述磁记录层由以Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt、B及Cu组成的组中选出的至少一种元素的一种以上的Co基合金层构成。

4.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于：所述强磁性层以Co为主要成分，并包含从由Cr、Pt及B组成的组中选出的至少一种元素。

5.一种磁记录介质，其特征在于：具有：

非磁性基板；

配置于该非磁性基板上的底层；

配置于该底层上的非磁性中间层；

配置于该非磁性中间层上的由Co基合金材料构成的强磁性层；

配置于该强磁性层上的由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层；

和

配置于该非磁性结合层上的由Co基合金材料构成的磁记录层，

所述非磁性结合层中含有氮。

6.如权利要求5所述的磁记录介质，其特征在于：所述非磁性结合层通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成，在溅射过程中的氮气分压强在6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围之内。

7.如权利要求5所述的磁记录介质，其特征在于：所述底层包括由Cr构成的第1底层，和配置于该第1底层上的以Cr为主成分，并包含从由Mo、Ta、Ti、W及Va组成的组中选出的至少一种以上的元素的第2底层。

8.一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基板上，通过溅射形成底层膜；

在该底层上，通过溅射形成非磁性中间层膜；

在该非磁性中间层上，通过溅射形成由Co基合金材料构成的强磁性层膜；

在该强磁性层上，通过在Ar-N₂混合气体气氛中进行溅射而形成由Ru或Ru基合金材料构成的非磁性结合层膜；

在该非磁性结合层上，通过溅射形成由Co基合金材料构成的磁记录层膜。

9.如权利要求8所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于：在溅射过程中的氮气分压强为6.7×10^-3～3.7×10^-2Pa的范围内进行所述非磁性结合层的成膜。

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