CN1717722A

CN1717722A - 垂直磁记录介质、其制造方法以及垂直磁记录和再现装置

Info

Publication number: CN1717722A
Application number: CN 200380104120
Authority: CN
Inventors: 大森将弘; 太田浩志; 逢坂哲弥; 朝日透; 横岛时彦
Original assignee: Showa Denko KK; Waseda University
Current assignee: Waseda University; Resonac Holdings Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2006-01-04

Abstract

一种垂直磁记录介质(10)，包括非磁性衬底(1)、以及至少由软磁性材料形成的软磁性底涂层膜(2)、对准控制膜(3)，其用于控制被直接设置在其上的膜的晶体对准、垂直磁膜(5)，其易磁化轴的取向一般垂直于衬底、以及保护层(6)，所述膜和层被设置在所述衬底的上方，其中所述软磁性底涂层膜表现出磁各向同性或具有取向垂直于衬底的易磁化轴。根据本发明，可以形成没有磁畴壁的底涂层膜(2)。当采用该底涂层膜时，本发明提供垂直磁记录介质和垂直磁记录和再现装置，其表现出较高的热稳定性和优良的噪音特征，并且实现了高密度记录。

Description

垂直磁记录介质、其制造方法以及垂直磁记录和再现装置

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§111(a)提交，并根据35 U.S.C.§119(e)(1)要求2002年11月15日根据35 U.S.C.§111(b)提交的临时申请60/426,398的优先权。

技术领域

本发明涉及垂直磁记录介质、制造该记录介质的方法、以及垂直磁记录装置。本发明尤其涉及包括磁膜的垂直磁记录介质，在所述磁膜中，易磁化轴的取向垂直于衬底，所述磁膜用作记录层。

背景技术

实际中使用的磁记录介质是纵向记录型，其采用这样的磁膜，所述磁膜的易磁化轴的取向平行于衬底表面。然而，在这种磁记录介质中，用作信号源的相邻磁畴被磁化成相反的方向，并且，由此磁化的磁畴相斥地作用，从而减弱了其磁化强度。因此，当增加记录介质的记录密度时，由该现象引起的不利影响变得明显。

为了获得更高的记录密度，必须微粉化构成磁畴的磁颗粒。然而，当微粉化磁颗粒时，由于磁颗粒的体积减少引起的热扰动导致的退磁变得显著，并且热稳定性下降。

关于用于避免由于记录密度增加而引起的不利影响的技术，例如，已经提出了一种包括如下磁膜的垂直磁记录介质，在所述磁膜中，易磁化轴的取向垂直衬底表面，所述磁膜由磁各向异性能(Ku)高的磁材料形成。在这种磁记录介质中，在相反方向上磁化的相邻磁畴有利地具有稳定的静磁能。记录介质的记录密度越高，则该特性特征越显著。

通常，为了在磁记录层上记录信号，必须通过从磁头发出的磁场使在磁记录层的磁畴中的磁颗粒的磁化强度饱和。公知的是，为了在纵向记录介质中完全获得这种饱和磁化强度，希望将介质的磁记录层的厚度减少到最可能的限度。

同时，在垂直磁记录系统中，当采用单极磁头和层叠型介质时，所述层叠型介质包括垂直磁记录层、以及在记录层下提供的高饱和磁通密度的软磁膜，则用作底涂层膜的软磁膜的作用为，极大地吸收从磁头发出的磁场、并将所述磁场返回到磁头，从而，即使磁记录层的厚度没有减少，但是磁记录层的磁化强度更容易饱和了。

上述软磁膜希望地是这样的软磁膜，其具有高磁渗透性和高饱和磁通密度。然而，通常，在该软磁膜中产生磁畴壁，从而该软磁膜导致了问题，包括，由于畴壁的移动或扰动导致的尖峰噪音、以及记录磁化强度的不稳定性；例如，由外部浮动磁场导致的畴壁的移动引起的退磁和记录数据的丢失(见例如JP-A HEI 6-187628，5-81662，7-105501以及7-220921；TheJournal of Electroanalytical Chemistry，Vol.491(2000)，p.197-202；以及Proceedings of 25^th Academic Lecture Meeting of The Magnetics Societyof Japan，2001，26aA-2)。

日本专利2,911,050公开了通过镀敷形成条状磁畴，以及用于制造垂直磁膜的方法。然而，从未公开过通过化学镀如下的薄膜而产生的产物，其中所述膜的易磁化轴的取向垂直衬底。通常，趋向于在平行于衬底的方向上形成易磁化轴。

注意，这里使用的术语“底涂层膜”不是指位于磁膜下面的膜，虽然该术语通常指这样的下层(underlying)膜，但是这里，该术语是指通常称为“衬底(backing)层(膜)”的膜。

为了解决上述问题，本发明人进行了广泛的研究，并且发现，当在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层时，关于磁畴壁的上述问题可以得以解决；通过化学镀，在金属核或籽晶层上形成包括例如磷(P)或硼(B)的软磁膜；并且软磁膜尤其在衬底纵向上表现出磁各向同性，或具有取向垂直于衬底的易磁化轴。根据该发现已经实现了本发明。

从而，本发明的目的是提供垂直磁记录介质，其底涂层膜不产生磁畴壁，并实现低噪音。

发明内容

本发明提供了一种垂直磁记录介质，包括：非磁性衬底、以及至少由软磁性材料形成的软磁性底涂层膜、对准控制膜，用于控制在其上直接设置的膜的晶体对准、垂直磁膜，其易磁化轴的取向一般垂直于衬底、以及保护层，所述膜和层被设置在衬底上方，其中软磁性底涂层膜表现出磁各向同性。

优选的是，软磁性底涂层膜在衬底的纵向上表现出磁各向同性。

优选的是，当在盘状非磁性衬底上形成软磁性底涂层膜时，在底涂层膜切向上的Hs(当测量到饱和磁通密度时，所获得的施加到底涂层膜上的最小磁场强度)与在底涂层膜径向上的Hs的比值，即各向同性的程度，落入1.0±0.2的范围中。

优选的是，软磁性底涂层膜的饱和磁通密度(Bs)落入0.2T至1.7T的范围中。

优选的是，软磁性底涂层膜由微晶形成，所述微晶的晶体颗粒尺寸为5nm或更少，或者所述软磁性底涂层膜具有无定形结构。

优选的是，软磁性底涂层膜的厚度落入50nm至5000nm的范围中。

软磁性底涂层膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)可以是0.8nm或更少，在所述表面上将层叠垂直磁记录层。

软磁性底涂层膜可以包括磷或硼。

优选的是，非磁性衬底是硅衬底。

本发明还提供了垂直磁记录介质，其包括，非磁性衬底；以及至少由软磁性材料形成的软磁性底涂层膜、对准控制膜，其用于控制在其上直接设置的膜的晶体对准、垂直磁膜，其易磁化轴的取向一般垂直于衬底、以及保护层，所述膜和层被设置在衬底的上方，其中，软磁性底涂层膜的易磁化轴的取向垂直于衬底。

优选的是，软磁性底涂层膜表现出垂直磁各向异性，并且，所具有的各向异性场(Hk)落入395A/m至3950A/m(5Oe至50Oe)的范围中。

优选的是，软磁性底涂层膜的厚度落入50nm至5000nm的范围中。

软磁性底涂层膜可以包括磷或硼。

优选的是，非磁性衬底是硅衬底。

本发明提供了一种用于制造垂直磁记录介质的方法，包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在金属核或籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中，当将外部平行磁场施加到非磁性衬底上、并这样旋转衬底使得其保持平行于平行磁场时，而形成软磁性底涂层膜。

本发明还提供了通过所述制造方法制造的垂直磁记录介质。

本发明还提供了垂直磁记录和再现装置，包括如上述的垂直磁记录介质、以及磁头，所述磁头用于将数据记录到介质上、并用于通过其再现数据。

本发明还提供了一种非磁性衬底，在所述衬底上具有软磁性底涂层膜，其中，所述衬底采用盘状形状，并且在底涂层膜切向上的Hs(当测量到饱和磁通密度时，所获得的施加到底涂层膜上的最小磁场强度)与在底涂层膜径向上的Hs的比值，即各向同性的程度，落入1.0±0.2的范围中。

本发明还提供了一种非磁性衬底，在所述衬底上具有软磁性底涂层膜，其中，所述衬底采用盘状形状，并且具有取向垂直于衬底的易磁化轴。

本发明还提供了用于制造其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底的方法，包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在金属核或籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中，所述方法还包括，在形成金属核或籽晶层之前抛光非磁性衬底的表面，或在形成软磁性底涂层膜后抛光软磁性底涂层膜的表面。

本发明还提供了用于制造其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底的方法，包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在金属核或籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中，所述方法还包括，在形成金属核或籽晶层之前抛光非磁性衬底的表面，并在形成软磁性底涂层膜后抛光软磁性底涂层膜的表面。

在上述方法中，在抛光衬底表面前，可以以在100℃至350℃范围内的温度加热处理非磁性衬底。

根据本发明，可以形成没有磁畴壁的底涂层膜。当采用底涂层膜时，本发明可以提供垂直磁记录介质和垂直磁记录和再现装置，其表现出较高的热稳定性和优良的噪音特征，并实现高密度记录。

当结合附图参考下文对本发明优选实施例的详细描述时，将更容易理解本发明的各种其它目的、特征、以及多种附带优点。

附图说明

图1A是示出根据本发明实施例的磁记录介质的截面图；

图1B是示出根据本发明另一实施例的磁记录介质的截面图；

图2示出了用于本发明的垂直磁记录介质的软磁性底涂层膜的磁特征；

图3示出了对用于本发明中的底涂层膜的VSM测量的过程；

图4示出了当在本发明的制造方法中进行镀敷期间，施加外部磁场、以及移动衬底的情况；

图5示出了用于本发明中的示例镀敷装置；

图6是示出示例MH回线的曲线图；

图7是示出另一示例MH回线的曲线图；

图8A示出了本发明的垂直磁记录和再现装置实例的整体结构；

图8B示出了垂直磁记录和再现装置的磁头；

图9是示出根据本发明确定垂直磁各向异性(Hk)的过程的曲线图。在图中右边部分的“Hk”后的标记表示“垂直”。

具体实施方式

图1A示出了本发明的磁记录介质的一个实例。磁记录介质10包括，软磁性底涂层膜2、对准控制膜3、中间膜4、垂直磁膜5、保护膜6以及润滑膜7，其以上述次序被沉积在非磁性衬底1上。

图1B示出了本发明的磁记录介质10的另一实例，其中，在第一实例的非磁性衬底1和软磁性底涂层膜2之间设置了永磁膜8，其具有主要为平面内方向的磁各向异性。

在本发明中采用的软磁性底涂层膜由例如软磁膜形成，所述软磁膜通过在金属核或籽晶层上进行化学镀形成，所述核或层被形成于非磁性衬底上，并且，所述软磁性底涂层膜表现出磁各向同性。

本发明的垂直磁记录介质优选具有软磁性底涂层膜，其在衬底纵向上表现出磁各向同性。

尤其是，当在盘状衬底上形成底涂层膜时，在底涂层膜切向上的Hs与在底涂层膜的径向上的Hs的比值，即各向同性的程度，优选落入1.0±0.2的范围中。

图2示出了用于本发明中的软磁性底涂层膜的磁特征。通过利用VSM(振动样品磁强计)测量底涂层膜的磁特征，并获得如图2所示的磁滞回线。通过从磁滞回线获得的饱和磁通密度(Bs)计算出Hs。

一般，当通过化学镀形成软磁膜时，在膜中发生各向异性磁晶对准，这导致产生磁畴壁。通常，这种软磁膜不适合在制造垂直磁记录介质中用作底涂层膜，因为所述磁膜导致产生例如尖峰噪音。

本发明人发现，当在施加外部平行磁场下，通过化学镀形成软磁膜时，可以防止软磁膜的各向异性磁晶对准的发生，而可以使所述膜为磁各向同性，本发明人由此实现了本发明。将在通过VSM测量获得Bs时测量的施加磁场的强度定义为“Hs”(见图2)。Hs是用于确定磁化容易发生的方向的指示。当Hs在软磁性底涂层膜的一个方向上较低时，则所述膜具有取向为该方向的易磁化轴。在软磁膜的第一方向上的Hs与在该膜第二方向即与第一方向成90°的方向上的Hs的比值，即各向同性的程度，表示整个膜的磁各向同性。当该比值接近1.0时，则认为所述软磁膜表现磁各向同性。通过常规化学镀技术形成的软磁膜表现各向异性磁晶体对准。因此，当对所述软磁膜进行上述VSM测量时，在膜的径向上的Bs等于在其切向上的Bs，但是用于获得前一Bs的施加磁场的强度不同于用于获得后一Bs的施加磁场的强度。考虑上文，如图3所示，从在盘状非磁性衬底上形成的软磁性底涂层膜切下测试片，使得所述测试片包括底涂层膜和衬底，从而获得在测试片切向上的Hs和在其径向上的Hs，并且通过使用下面的公式确定各向同性的程度。

各向同性的程度＝Hs(切向)/Hs(径向)

一般，在Bs附近，即使施加磁场的强度改变，B的变化率较小。因此，为了方便起见，对于Hs的值，将采用这样的H值，所述H值通过对Bs乘特定系数(如95％)而从B的值计算得出。

当通过常规化学镀技术形成软磁膜时，得到的膜表现出各向异性磁晶对准，因此，对应于在膜切向上的Bs的Hs不同于对应于在膜径向上的Bs的Hs。例如，当膜的晶体取向为膜的切向时，由于易磁化轴的取向在其切向上，因此Hs(径向)变得比Hs(切向)高。

对于可以用于本发明中的衬底的材料没有特定限制，任何材料，只要其是非磁性的、并具有单晶、多晶或无定形结构，则都可以使用。衬底的实例包括玻璃晶片、硅晶片、以及铝盘。其中，尤其优选硅晶片和玻璃晶片。当然，在本发明中，可以使用这样的衬底，在所述衬底上预先涂覆有例如Ni-P的非磁性物质。

在本发明中，通过化学镀形成包括例如P的软磁膜，所述软磁膜用作底涂层膜。在化学镀中，重要的是，预先将外部平行磁场施加到衬底上，使所述磁场的方向平行于衬底表面，并且这样旋转衬底，使得衬底保持平行于磁场。当在如下的条件下进行化学镀时，即沿衬底的径向将外部磁场预先施加到衬底上，则所得的软磁膜表现出磁各向同性。衬底与平行磁场之间的角度优选在±20°的范围中或其附近。图4图解示出了镀敷方法。

在本发明中，当在衬底的中心附近测量时，用于镀敷的外部磁场的强度(磁通密度)优选为约10G到约500G(10,000G＝1T)，尤其优选为25G到150G。对于用于获得该磁场强度的磁体没有特定限制，所述磁体可以是永磁体，例如铁磁体、钕-铁-硼磁体、或钐-钴磁体；或者可以是电磁体。在本发明中，将磁体固定，而使衬底可以转动。然而，如果将衬底固定，并转动磁体，可以获得与本发明中相同的效果。如图4所示，在施加平行磁场下，所述衬底可以垂直地往复移动。

用于本发明中的含例如P的软磁性材料优选为Co-Ni-P、Co-Fe-P、Co-Ni-Fe-P，或者类似的材料。其中，尤其优选这样的材料，在所述材料中包括可以获得高Bs的成分。在本发明中，Co-Ni-Fe-B，即含B材料也是优选的。

在将软磁膜形成于衬底上之前，为了便于形成膜，必须在衬底上形成这样的表面，所述表面对化学镀溶液表现出催化活性。通过常规催化方法、或用于在衬底上形成金属核或籽晶层的方法，形成表现催化活性的表面。该表面形成方法必须根据衬底的类型适当地选择。然而，对于表面形成方法没有特定的限制，只要该方法可以形成这样的表面，所述表面允许均匀地开始化学镀，所述化学镀用于形成用作底涂层膜的软磁膜。

在形成金属核或籽晶层之前，优选抛光非磁性衬底的表面。可选的是，可以抛光形成的软磁性底涂层膜的表面。可以合并进行两个抛光步骤。在抛光衬底的表面前，可以以在100℃到350℃范围内的温度加热非磁性衬底。

催化方法的实例包括，常规单溶液型Pd催化方法、常规双溶液型Pd催化方法、以及利用置换的Pd催化方法。在进行这样的活化方法前，可以对衬底进行已知的预处理，例如磷酸处理或酸处理，或利用例如氧等离子体的灰化处理。上述金属核的实例包括例如Ni核或Cu核的金属核。可以通过例如将Ni或Cu直接沉积到Si晶片上的方法，将Ni核或Cu核形成在衬底表面上。所述金属核优选表现出非磁性特征。

在形成籽晶层的情况中，优选的是，籽晶层由这样的金属形成，所述金属表现出对于下述还原剂的活性，所述还原剂被包含在用于形成底涂层膜的化学镀溶液中。籽晶层由例如Ni、Cu或其合金形成，其厚度优选为5到100nm，尤其优选为10到50nm。在形成籽晶层的情况中，优选将Zn添加到籽晶层中，以增加衬底与籽晶层之间的粘性。

用于形成籽晶层的方法实例包括，干式方法，如溅镀或气相沉积；以及湿式方法，例如置换镀或化学镀。当通过化学镀形成籽晶层时，必须在形成籽晶层之前形成金属核。在该情况下，优选通过常规Pd活化方法形成金属核。类似于上述催化方法的情况，在形成金属核前，可以对衬底进行已知的预处理，如磷酸处理或酸处理，或采用例如氧等离子体的灰化处理。

在形成籽晶层的情况中，为了增强衬底与籽晶层之间的粘性，优选的是，通过已知技术，例如溅射，在衬底和籽晶层之间形成包括Ti、Cr或类似金属的粘合层。在该情况下，粘合层的厚度优选为5至50nm，尤其优选为10至30nm。

在本发明中，用于形成底涂层膜的化学镀溶液为例如这样的镀敷溶液，所述溶液包括：金属离子物质，例如钴离子、镍离子、以及铁离子；含磷还原剂，例如次磷酸或次磷酸钠、或含硼还原剂，例如二甲基胺硼烷；以及用于形成上述金属离子物质的络合物的试剂。

金属离子物质的供给源实例包括水溶性的钴盐、镍盐、以及铁盐，如硫酸钴、硫酸镍、以及硫酸铁。适当地确定供给源中的成分比例(钴、镍和铁的成分比例)和镀敷溶液中包括的金属盐的浓度，使得所得的底涂层膜表现希望的磁特征。金属盐的总浓度优选为0.01至3.0mol/dm³，尤其优选为0.05至0.3mol/dm³。

另外，适当地确定还原剂的浓度。镀敷溶液中包括的还原剂的浓度优选为0.01至0.5mol/dm³，尤其优选为0.01至0.2mol/dm³。

将要采用的络合物形成剂是用于形成上述金属离子物质的络合物的已知试剂，例如，羧酸盐，如柠檬酸钠或酒石酸钠；或铵盐，如硫酸铵。镀敷溶液中包括的络合物形成剂的浓度优选为0.05mol/dm³或更大，尤其优选为0.1至1.0mol/dm³。镀敷溶液优选包括例如磷酸的晶体控制(crystal-regulating)剂。晶体控制剂的浓度尤其优选为0.01mol/dm³或更大。

镀敷溶液可以包括例如硼酸的pH缓冲剂。镀敷溶液还可以包括润滑剂，用于增强通过化学镀形成的膜的均匀性。润滑剂优选为十二烷基硫酸钠或聚乙二醇。镀敷溶液还可以包括常规添加剂，如含硫添加剂，以增强膜的平滑度。

根据溶液的组成，适当地确定镀敷溶液的温度和pH。镀敷溶液的温度优选为50℃或更高，尤其优选为70℃至95℃；而溶液的pH优选为8或更大，尤其优选为9或附近。可以对通过利用化学镀溶液形成的底涂层膜进行热处理，以增强其软磁性特征。在该情况下，热处理温度优选为150至300℃。

本发明中使用的底涂层膜所具有的各向同性的程度优选在1.0±0.2的范围中，尤其优选为1.0±0.15的范围。膜的饱和磁通密度(Bs)优选在0.2T至1.7T的范围中，尤其优选在0.8T至1.5T的范围中。膜的厚度(t)优选为在50nm至5000nm的范围中，尤其优选在200nm至3000nm的范围中。

根据本发明形成的底涂层膜所具有的易磁化轴的取向可以垂直衬底。该垂直取向的易磁化轴尤其有效地防止磁畴壁的形成。在该情况下，取向垂直衬底的易磁化轴的各向异性场(Hk)，即垂直磁各向异性，优选为5至50Oe，尤其优选为10至30Oe。注意，1Oe等于约79A/m。

软磁性底涂层膜优选由微晶形成，所述微晶包括的晶体颗粒的尺寸为5nm或更小；或者所述底涂层膜具有无定形结构。

当确定了垂直磁各向异性，如上所述，各向异性场(Hk)对应从Bs计算出的磁场值，而Bs是从利用VSM记录的磁滞回线中获得(见图9)。

如上所述，当将磁各向同性施加到底涂层膜上时，防止了磁畴壁的产生，并且，获得的垂直磁记录介质表现低噪音和高性能，以及增强的S/N比值和过写入特征。对于用作底涂层膜的软磁膜的矫顽力(Hc)没有特别的限制，但是所述矫顽力优选为40Oe或更小(1Oe＝约79A/m)，尤其优选为10Oe或更小。

当例如通过一般采用的技术对包括底涂层膜的衬底还进行表面光滑处理、并形成垂直磁记录层时，则可以制造出高性能的垂直磁记录介质。下面将描述该磁记录介质的实例。

对于本发明的垂直磁膜的组成没有特定地限制，只要该磁膜的易磁化轴的取向基本垂直于衬底。通常，优选使用钴基合金材料(例如，CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPt-SiO₂、Co/Pd多层膜、CoB/PdB多层膜、CoSiO₂/PdSiO₂多层膜)或类似的材料。

垂直磁膜可以具有由上述钴基合金材料形成的单层结构、或者如下的双层或多层结构，所述双层或多层结构包括一层上述钴基合金材料、以及一层除钴基合金材料以外的材料。

垂直磁膜优选具有这样的结构，其中将由钴基合金形成的一层与由Pd基合金形成的一层层叠起来；或者具有复合层结构，其包括由例如TbFeCo的无定形材料形成的一层和由CoCrPt基合金材料形成的一层。

垂直磁膜的厚度优选为3到60nm，尤其优选为5到40nm。当垂直磁膜的厚度低于上述范围时，将不能获得足够的磁通量，并降低了再现输出，而当垂直磁膜5的厚度高于上述范围时，磁膜中的磁颗粒变大，削弱了记录和再现特征。

垂直磁膜的矫顽力(Hc)优选为3000Oe或更大。当矫顽力低于3000Oe时，所得的磁记录介质不适于获得高记录密度，并表现出差的热稳定性。

垂直磁膜的剩余磁化强度(Mr)与饱和磁化强度(Ms)的比值，即Mr/Ms优选为0.9或更大。当比值Mr/Ms小于0.9时，所得的磁记录介质表现出差的热稳定性。

垂直磁膜的核场(-Hn)优选在0Oe到2500Oe的范围中。当核场(-Hn)低于0Oe时，所得的磁记录介质表现出差的热稳定性。

下面将描述核场(-Hn)。

尤其是，通过利用如图6所示的MH回线来说明核场(-Hn)。如果，点a表示这样的点，在点a上，当外部磁场在磁化强度饱和后而下降时，外部磁场变为零，点b表示磁化强度变为零的点，以及点c表示在点b与MH回线相切的直线与饱和磁化强度线的交点，那么，可以将核场(-Hn)表示为点a与点c之间的距离(Oe)。

当点c位于外部磁场为负数的区域中时，则核场(-Hn)变为正数(见图6)。相反，当c位于外部磁场为正数的区域中时，则核场(-Hn)变为负数(见图7)。

在本发明的磁记录介质中，对准控制膜由非磁性材料形成，其包括33至80原子％量的Ni、以及一种或多种选自如下的元素：Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Nb、以及Ta。因此，该磁记录介质表现出优良的错误率特征和热稳定性。

当将本发明的包括底涂层膜的磁记录介质与常规复合型记录头结合时，可以制造磁记录装置。在该情况下，优选的是，复合型记录头可以产生3.0kOe或更大的记录磁场。

图8A图解示出了引入本发明的垂直磁记录介质的垂直磁记录和再现装置。图8B示出了垂直磁记录和再现装置的磁头。该磁记录和再现装置配置有：磁记录介质10，其具有如图1A或图1B所示的结构；介质驱动部分11，其用于转动磁记录介质10；磁头12，其将信息记录到磁记录介质10上，并再现记录的信息；头驱动部分，其相对于磁记录介质10移动磁头12；以及记录和再现信号处理系统14。记录和再现信号处理系统14适于处理从外部输入的数据，以将记录的信号传输给磁头12，以及处理来自磁头12的再现信号，以将处理的数据传输到外部。作为用于本发明的磁记录和再现装置中的磁头12，可以使用这样的磁头，所述磁头具有利用大磁阻(GMR)元件的GMR元件作为再现元件，并且适于高密度记录。

根据上述磁记录和再现装置，由于使用本发明的磁记录介质作为磁记录介质10，促进了磁颗粒的微粉化和磁隔离，从而在进行再现时将信号/噪音(S/N)比提高到较大程度。另外，还可以提高核场(-Hn)，而增强了热扰特征，并获得记录特征(OW)更优的介质。因此，可以提供一种适于高密度记录的优良的磁记录和再现装置。

下面将通过实例和比较实例详细描述本发明，所述实例和比较实例不能被看成是对本发明的限制。

实例1

对平均表面粗糙度(Ra)为0.5nm或更小的玻璃衬底进行化学清洗，然后，通过DC磁控溅射，依次形成由Ti膜构成的粘合层(厚度为10nm)和由Ni膜构成的籽晶层(厚度为20nm)。接着，对获得的层叠产物进行常规的预处理，然后通过利用表1中的化学镀溶液形成用作底涂层膜的CoNiFeP软磁膜(厚度为3000nm)。

图5示出了用于形成软磁膜的装置11的实例。将装有镀敷溶液的镀槽18放入水池12中，将玻璃衬底20浸入镀槽18中的镀敷溶液中，在所述玻璃衬底上形成有籽晶层，并且其被保持在设置有旋转机构(未示出)的衬底固定器19上。通过衬底固定钩17以垂直可移的方式支撑衬底固定器19。跨过镀槽18设置N极磁体15和S极磁体16，从而可以沿每个其上形成有籽晶层的玻璃衬底的径向施加外部磁场。为了保持水池12中的水温恒定，在水池12中提供了搅拌棒14，在所述搅拌棒的下端配置有搅拌叶13。

使用上述装置，并将35G的磁通强度施加到每个玻璃衬底的中心，将每个玻璃衬底的转动速度控制在6.5rpm，从而在每个玻璃衬底上形成软磁膜。

随后，通过利用主要包括铝和硅的研磨液对由此形成的底涂层膜进行化学机械抛光。通过该过程，将底涂层膜的平均表面粗糙度(Ra)控制在0.6到0.8nm。在完成抛光后，获得底涂层膜的厚度为300nm，以及其饱和磁通密度(Bs)为1.3T。通过VSM测量，测量出在底涂层膜切向上的Hs和在膜的径向上的Hs，从而获得各向同性的程度。结果为，得出各向同性的程度为1.11。如上所述，确定了垂直的易磁化轴。从磁滞回线确定出垂直磁各向异性的各向异性场为10Oe。另外，在OSA(光学表面分析仪)下观察了底涂层膜，以确定磁畴壁的存在/不存在，结果为，发现没有产生磁畴壁。

随后，在已在洁净条件下被干燥的底涂层膜上，在室温下通过DC磁控溅射形成Si膜(厚度：5nm)和Pd膜(厚度：5nm)，从而形成中间层。包括Si和Pd膜的层叠膜具有这样的结构，其中Si和Pd部分地相互扩散。

在完成形成中间层后，交替层叠10层每层厚度为0.2nm的Co层与10层每层厚度为0.8nm的Pd层，从而形成垂直磁记录层(厚度：10nm)。

在完成形成垂直磁记录层后，形成用作保护层的C膜(厚度：5nm)，从而形成磁记录介质。通过利用复合型磁头测量了由此形成的磁记录介质的读写转换特征，从而估测MF-S/N比值，所述磁头包括用作写部分的单极头、以及用作读部分的屏蔽型磁阻头。表4示出了估测结果，以及观测磁畴壁的结果。

实例2

重复实例1的过程，不同的是，将在镀敷中施加的外部磁场的强度从35G变为100G(钕-铁-硼磁体)。表4示出了结果，即，Bs、各向同性程度、垂直磁各向异性、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

实例3

重复实例1的过程，不同的是，将镀敷溶液的组成换成如表2所示。表4示出了结果，即，Bs、各向同性程度、垂直磁各向异性、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

实例4

重复实例1的过程，不同的是，采用的镀敷溶液包括表1中除FeSO₄以外的成分。表4示出了结果，即，Bs、各向同性程度、垂直磁各向异性、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

实例5

重复实例1的过程，不同的是，将在实例1中使用的玻璃衬底换成双面抛光硅晶片衬底(1英寸)，其平均表面粗糙程度Ra为0.3nm或更低。表4示出了结果，即，Bs、各向同性程度、垂直磁各向异性、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

实例6

重复实例1的过程，不同的是，将镀敷溶液的组成换成如表3所示(含硼镀敷溶液)。表4示出了结果，即，Bs、各向同性程度、垂直磁各向异性、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

实例7

使用2.5英寸的Al衬底替换在实例1中使用的玻璃板。以通常的方法对衬底进行双面抛光和活化处理。在衬底上镀敷12μm厚的NiP膜作为籽晶层。然后将衬底在250℃下加热30分钟，以防止籽晶层变形。利用主要包括铝基研磨材料的研磨液将所得的籽晶层抛光除去约2μm，以使所述籽晶层的平均表面粗糙度Ra为2nm。随后，在与实例1中相同的条件下利用化学镀槽形成作为底涂层膜的CoNiFeP软磁膜，其厚度为600nm。将底涂层膜在150℃下加热处理15分钟，然后利用主要包括硅的研磨液抛光除去约300nm，以使底涂层膜的平均表面粗糙度Ra为0.1到0.3nm。随后，进行与在实例1中相同的操作。表4示出了底涂层膜的Bs、各向同性程度、垂直各向异性磁场、MF-S/N比值、以及磁畴壁的存在/不存在。

比较实例1

重复实例1的过程，不同的是，在不放置磁铁，即没有外部平行磁场的情况下，通过化学镀形成底涂层膜，而制造垂直磁记录介质。得出底涂层膜的Bs和厚度分别为1.3T和300nm。通过利用OSA的观测，发现底涂层膜具有磁畴壁。

比较实例2

重复实例1的过程，不同的是，通过溅射形成用作底涂层膜的NiFe软磁膜(厚度：100nm，饱和磁通密度(Bs)：1.0T)，并且对由此形成的膜不进行平滑处理，从而制造磁记录介质。以类似于实例1中的方式测量了由此制造的磁记录介质的读写转换特征，从而估测了S/N比值。通过OSA测量确定了磁畴壁是否存在。

比较实例3

重复了比较实例2的过程，不同的是，从替换NiFe的CoNiFe形成软磁膜。表4示出了结果。

表4中清楚示出，相比于比较实例的磁记录介质，实例的磁记录介质表现出高MF-S/N比值，并且在实例的磁记录介质中没有产生磁畴壁。实例1的磁记录介质表现出尤其高的S/N比值的原因认为如下。因为采用了高Bs的软磁膜作为底涂层膜，因此，从记录头发出的大量磁通量得到了会聚，从而增强了再现信号。

表1

镀敷溶液的组成
镀敷溶液的组成		次磷酸	0.2mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.1mol/dm³	次磷酸	0.2mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.1mol/dm³	C₂H₂(OH)₂(COONa)₂	0.15mol/dm³

(NH₄)₂SO₄	0.5mol/dm³
(NH₄)₂SO₄	0.5mol/dm³	FeSO₄·7H₂O	0.002mol/dm³
NiSO₄·6H₂O	0.01mol/dm³	FeSO₄·7H₂O	0.002mol/dm³
NiSO₄·6H₂O	0.01mol/dm³	CoSO₄·7H₂O	0.04mol/dm³
溶液温度(℃)	90	CoSO₄·7H₂O	0.04mol/dm³
溶液温度(℃)	90	pH	9(通过NaOH调节)

表2

镀敷溶液的组成
镀敷溶液的组成		次磷酸	0.2mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.1mol/dm³	次磷酸	0.2mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.1mol/dm³	C₂H₂(OH)₂(COONa)₂	0.15mol/dm³
(NH₄)₂SO₄	0.5mol/dm³	C₂H₂(OH)₂(COONa)₂	0.15mol/dm³
(NH₄)₂SO₄	0.5mol/dm³	FeSO₄·7H₂O	0.002mol/dm³
NiSO₄·6H₂O	0.025mol/dm³	FeSO₄·7H₂O	0.002mol/dm³
NiSO₄·6H₂O	0.025mol/dm³	CoSO₄·7H₂O	0.025mol/dm³
溶液温度(℃)	90	CoSO₄·7H₂O	0.025mol/dm³
溶液温度(℃)	90	pH	9(通过NaOH调节)

表3

镀敷溶液的组成
镀敷溶液的组成		二甲基胺硼烷(DMAB)	0.025mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.05mol/dm³	二甲基胺硼烷(DMAB)	0.025mol/dm³
C₃H₄(OH)(COONa)₃	0.05mol/dm³	C₂H₂(OH)₂(COONa)₂	0.20mol/dm³
H₃PO₄	0.06mol/dm³	C₂H₂(OH)₂(COONa)₂	0.20mol/dm³
H₃PO₄	0.06mol/dm³	(NHx)₂SO₄	0.005mol/dm³
FeSO₄·7H₂O	0.01mol/dm³	(NHx)₂SO₄	0.005mol/dm³

NiSO₄·6H₂O	0.005mol/dm³
NiSO₄·6H₂O	0.005mol/dm³	CoSO₄·7H₂O	0.095mol/dm³
溶液温度(℃)	70	CoSO₄·7H₂O	0.095mol/dm³
溶液温度(℃)	70	pH	9(通过NaOH调节)

表4

	Bs(T)	各向同性程度	各向异性磁场Hk(Oe)	MF-S/N比值(dB)	磁畴壁
	Bs(T)	各向同性程度	各向异性磁场Hk(Oe)	MF-S/N比值(dB)	磁畴壁	Ex.1	1.3	1.11	10	12.5	无
Ex.2	1.3	0.97	15	13.4	无	Ex.1	1.3	1.11	10	12.5	无
Ex.2	1.3	0.97	15	13.4	无	Ex.3	0.5	1.05	8	10.9	无
Ex.4	1.2	0.89	20	1 1.7	无	Ex.3	0.5	1.05	8	10.9	无
Ex.4	1.2	0.89	20	1 1.7	无	Ex.5	1.3	1.11	25	12.5	无
Ex.6	1.5	1.03	10	14.5	无	Ex.5	1.3	1.11	25	12.5	无
Ex.6	1.5	1.03	10	14.5	无	Ex.7	1.5	1.11	10	12.5	无
比较Ex.1	1.1.3	1.35	无易磁化轴	8.3	有	Ex.7	1.5	1.11	10	12.5	无
比较Ex.1	1.1.3	1.35	无易磁化轴	8.3	有	比较Ex.2	1.0	0.72	无易磁化轴	9.5	有
比较Ex.3	1.3	0.66	无易磁化轴	7.1	有	比较Ex.2	1.0	0.72	无易磁化轴	9.5	有

工业应用：

根据本发明，可以形成没有磁畴壁的底涂层膜。当采用该底涂层膜时，可以提供垂直磁记录介质和垂直磁记录和再现装置，其表现出较高的热稳定性和优良的噪音特征，并且实现了高密度记录。

Claims

1.一种垂直磁记录介质，其包括非磁性衬底(1)、以及至少由软磁性材料形成的软磁性底涂层膜(2)、对准控制膜(3)，其用于控制被直接设置在其上的膜的晶体对准、垂直磁膜(5)，其易磁化轴的取向一般垂直于所述衬底、以及保护层(6)，所述膜和所述层被设置在所述衬底的上方，其中所述软磁性底涂层膜(2)表现出磁各向同性。

2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)在所述衬底的纵向上表现出磁各向同性。

3.如权利要求1或2所述的垂直磁记录介质，其中当在盘状非磁性衬底上形成所述软磁性底涂层膜(2)时，在所述底涂层膜切向上的Hs(当测量到饱和磁通密度时，所获得的施加到所述底涂层膜上的最小磁场强度)与在所述底涂层膜径向上的Hs的比值，即各向同性的程度，落入1.0±0.2的范围中。

4.一种垂直磁记录介质，其包括非磁性衬底(1)、以及至少由软磁性材料形成的软磁性底涂层膜(2)、对准控制膜(3)，其用于控制被直接设置在其上的膜的晶体对准、垂直磁膜(5)，其易磁化轴的取向一般垂直于所述衬底、以及保护层，所述膜和所述层被设置在所述衬底的上方，其中所述软磁性底涂层膜具有取向垂直于所述衬底的易磁化轴。

5.如权利要求4所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)表现出垂直磁各向异性，所述垂直磁各向异性的各向异性场(Hk)落入395A/m至3950A/m(5Oe至50Oe)的范围中。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)具有的饱和磁通密度(Bs)落入0.2T至1.7T的范围中。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)由微晶形成，所述微晶的晶体颗粒尺寸为5nm或更少，或者所述软磁性底涂层膜(2)具有无定形结构。

8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)的厚度落入50nm至5000nm的范围中。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)为0.8nm或更少，在所述表面上将层叠有垂直磁记录层。

10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)包含磷。

11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述软磁性底涂层膜(2)包含硼。

12.如权利要求1至11中任一权利要求所述的垂直磁记录介质，其中所述非磁性衬底(1)为硅衬底。

13.一种用于制造垂直磁记录介质的方法，所述方法包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在所述金属核或所述籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中，当将外部平行磁场施加到所述非磁性衬底上、并这样旋转所述衬底使得所述衬底保持平行于所述平行磁场时，形成所述软磁性底涂层膜。

14.一种通过如权利要求13所述的制造方法制造的垂直磁记录介质。

15.一种垂直磁记录和再现装置，其包括如权利要求1至12和权利要求14中任一权利要求所述的垂直磁记录介质、以及磁头，所述磁头用于将数据记录到所述介质上、并用于通过其再现所述数据。

16.一种其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底，其中所述衬底采用盘状形状，并且在所述底涂层膜切向上的Hs(当测量到饱和磁通密度时，所获得的施加到所述底涂层膜上的最小磁场强度)与在所述底涂层膜径向上的Hs的比值，即各向同性的程度，落入1.0±0.2的范围中。

17.如权利要求16所述的其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底，其中所述软磁性底涂层膜的饱和磁通密度(Bs)落入0.2T至1.7T的范围中。

18.一种其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底，其中所述衬底采用盘状形状，并且具有取向垂直于所述衬底的易磁化轴。

19.如权利要求18所述的其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底，其中所述软磁性底涂层膜表现出垂直磁各向异性，所述垂直磁各向异性的各向异性场(Hk)落入395A/m至3950A/m(5Oe至50Oe)的范围中。

20.一种制造其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底的方法，所述方法包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在所述金属核或所述籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中所述方法还包括，在形成所述金属核或所述籽晶层之前抛光所述非磁性衬底的表面，或在形成所述软磁性底涂层膜后抛光所述软磁性底涂层膜的表面。

21.一种制造其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底的方法，所述方法包括，在非磁性衬底上形成金属核或籽晶层、以及通过化学镀在所述金属核或所述籽晶层上形成软磁性底涂层膜，其中所述方法还包括，在形成所述金属核或所述籽晶层之前抛光所述非磁性衬底的表面，并在形成所述软磁性底涂层膜后抛光所述软磁性底涂层膜的表面。

22.如权利要求20或21所述的一种制造其上具有软磁性底涂层膜的非磁性衬底的方法，其中所述方法还包括，在抛光所述衬底的表面前，可以以在100℃至350℃范围内的温度加热处理所述非磁性衬底。