CN1734568A - 垂直磁记录介质和磁记录装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的第一个课题是提供信赖度高的垂直磁记录介质。本发明的第二个课题是提供功能良好的垂直磁记录介质。另外，本发明的第三个课题是提供信赖度高的磁记录装置。本发明的第四个课题是提供功能良好的磁记录装置。在具备基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、与上述软磁性基底膜接触形成的非磁性膜、与上述非磁性膜接触形成的中间膜、与上述中间膜接触形成的垂直记录层的垂直磁记录介质中，上述中间膜含有使表面平坦性提高的添加元素。

Description

垂直磁记录介质和磁记录装置
技术领域
本发明与垂直磁记录介质和磁记录装置有关。
背景技术
在磁盘领域，采用以前的面内记录方式的话，会产生随着面记录密度的增加、已记录的数据会因热的影响消失的问题。与此相对，采用垂直记录方式的话，如公开专利公报的特开2004-39152号公报上所述的，随着记录密度的增加、相邻位间的退磁也减少了，记录数据能保持稳定。(专利文献1特开2004-39152)
但是，在具备基板、上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、与上述软磁性基底膜接触形成的非磁性膜、与上述非磁性膜接触形成的中间膜、与上述中间膜接触形成的垂直记录层的垂直磁记录介质中，当中间膜是Ru膜的时候，会发现存在着形成上述Ru膜时的表面平坦性不够的问题。因此，在此中间膜上形成垂直记录层时，中间膜与垂直记录层的界面将变成粗糙的状态，有可能造成产品的信赖度和功能的下降。
发明内容
本发明的第一个课题是提供信赖度高的垂直磁记录介质。本发明的第二个课题是提供功能良好的垂直磁记录介质。另外，本发明的第三个课题是提供信赖度高的磁记录装置。本发明的第四个课题是提供功能良好的磁记录装置。
发明者们发现了在具备基板、上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、与上述软磁性基底膜接触形成的非磁性膜、与上述非磁性膜接触形成的中间膜、与上述中间膜接触形成的垂直记录层的垂直磁记录介质中，当中间膜是Ru膜时，粒界扩散和表面扩散很不均衡，会形成粒界沟。因为此粒界沟，表面的平坦性变差。因此，发明者们为了找到提高表面平坦性的方法进行了锐意研究，结果发现往Ru膜中添加Ti是有效的。而且，发明者们还发现当中间膜是Cu膜时，往Cu膜中添加Al是有效的。
本发明的课题是通过具备下述构造的垂直磁记录介质和磁记录装置解决的。
(1)一种垂直磁记录介质，具备：基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、在上述软磁性基底膜上形成的非磁性膜、在上述非磁性膜上形成的中间膜、以及在上述中间膜上形成的垂直记录层，其特征在于：上述中间膜是以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素的材料，或者是以Cu为主要构成元素、以Al为添加元素的材料。
进一步说明的话，优选具备基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、与上述软磁性基底膜接触形成的非磁性膜、与上述非磁性膜接触形成的中间膜、与上述中间膜接触形成的垂直记录层的状态。在此所谓的接触实质上是指两薄膜隔着界面处于相邻位置的状态。
另外，优选的垂直磁记录介质的特征是：上述中间膜以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素，上述垂直记录层以Co、Cr、Pt为构成元素，上述Cr的浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，上述Pt的浓度大于等于10at.％、小于等于20at.％。
(2)在上述形态中，垂直磁记录介质的特征是：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于0.14at.％。
另外在上述形态中，垂直磁记录介质的特征是：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于10at.％。
(3)在上述(1)的形态中，垂直磁记录介质的特征是：上述中间膜以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于0.11at.％。
另外在上述形态中，垂直磁记录介质的特征是：上述中间膜是以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于8at.％。
(4)一种磁记录装置，具备：垂直磁记录介质，具有基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、在上述软磁性基底膜上形成的非磁性膜、在上述非磁性膜上形成的中间膜、在上述中间膜上形成的垂直记录层；驱动部，朝记录方向驱动上述垂直磁记录介质；磁头，具有记录部和再生部；使上述磁头与上述垂直磁记录介质产生相对运动的装置；以及记录再生处理装置，用来进行上述磁头的信号输入和上述磁头的输出信号的再生，其特征在于：上述中间膜是以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素的材料，或者是以Cu为主要构成元素、以Al为添加元素的材料。
优选的特征是上述垂直记录层是以Co、Cr、Pt为构成元素，上述Cr的浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，上述Pt的浓度大于等于10at％、小于等于20at.％。
(5)在上述(4)的形态中，特征是：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于0.14at.％。
另外在上述形态中，上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于10at.％。
(6)在上述(4)的形态中，特征是：上述中间膜以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于0.11at.％。
另外在上述形态中，上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于3at.％。
还有，主要构成元素是指含有最多原子百分比浓度的元素。
通过本发明，能提供信赖度高的垂直磁记录介质。另外能提供功能良好的垂直磁记录介质。还能提供信赖度高的磁记录装置。而且能提供功能良好的磁记录装置。
附图说明
图1是作为本发明的第一实施例的垂直磁记录介质的剖面图。
图2是作为本发明的第一实施例的垂直磁记录介质中、在中间层设置基底膜的构造的剖面图。
图3表示通过分子动力学模拟计算Ti的添加浓度和Ru膜的粒界沟深度的关系的结果。
图4表示通过分子动力学模拟计算Ru膜的剥离能量和Ti添加浓度的关系的结果。
图5表示在Ru膜上形成的垂直记录层的结晶粒尺寸与Ti添加浓度的关系。
图6表示通过分子动力学模拟计算Al的添加浓度和Cu膜的粒界沟深度的关系的结果。
图7表示通过分子动力学模拟计算Cu膜的剥离能量和Al添加浓度的关系的结果。
图8表示在Cu膜上形成的垂直记录层的结晶粒尺寸和Al添加浓度的关系。
图9是在作为本发明的第一实施例的垂直磁记录介质中、将软磁性层做成一层构造时的剖面图。
图10是作为本发明的第二实施例的磁记录装置的剖面图。
图11是作为本发明的第二实施例的磁记录装置的从上方俯视的概略图。
符号说明：1-基板，2-预涂层，3-软磁性层，4-非磁性层，5-软磁性层，6-中间层，7-垂直记录层，8-保护层，9-润滑层，103-软磁性层，106-基底膜，201-垂直磁记录介质，202-驱动部，203-磁头，204-驱动装置，205-记录再生信号处理装置。
具体实施方式
以下通过用图表示的实施例详细说明本发明的实施形态。
实施例1
首先，图1表示本发明的第一实施例的垂直磁记录介质的断面构造。本实施例的垂直磁记录介质如图1所示，利用DC磁控溅射法在基板1上形成预涂层2、软磁性层3、非磁性层4、软磁性层5、中间层6、垂直记录层7及保护层8，而且其上形成了润滑层9。作为上述各层的具体例子，可考虑如下。比如CoTi膜、NiTi膜或NiTaZr膜构成的预涂层2，CoZr膜、CoZrTa膜或FeTaC构成的软磁性层3，Ta膜、Pd膜或Ru膜构成的非磁性层4，CoZr膜、CoZrTa膜或FeTaC构成的软磁性层5。另外，在此，垂直记录层是由磁化方向与基板1垂直的垂直磁化材料构成的。比如，可以举以Co为主要构成元素，Cr的添加浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，Pt的添加浓度大于等于10at.％、小于等于20at.％的材料为例。此材料的基底的平坦性高的话，磁化的方向的偏差小，信赖度很高。代替图1的构造，中间层6上也可以形成由Ta构成的基底膜106，如图2所示的构造。发明者们在这些构造中，发现当中间层6是Ru膜的时候，粒界扩散和表面扩散很不均衡，形成粒界沟。由于此粒界沟，表面的平坦性变差。因此，发明者们为了找到提高表面平坦性的方法，进行了锐意研究，结果发现往Ru膜中添加Ti是有效的。因此，本实施例的特征是中间层6以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素。比如，当中间层6是以Ru为主要构成元素，Ru膜的膜厚是20nm时，用分子动力学模拟计算Ti的添加浓度和Ru膜的粒界沟深度的关系，其结果用图3表示。由图3可知当Ti的添加浓度大于等于0.14at.％时，粒界沟的深度急剧变浅，平坦性提高。另外，图4是表示剥离此Ru膜所需的能量，也就是剥离能量的分子动力学计算结果和Ti添加浓度的关系。据图4可知，当Ti的添加浓度大于等于10at.％时剥离能量急剧增加，粘着性提高。
而且，图5表示的是此Ru膜上形成的垂直记录层的结晶粒尺寸与Ti添加浓度的关系。图5表示的是垂直记录层采用以Co为主要构成元素，Cr的添加浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，Pt的添加浓度大于等于10at.％、小于等于20at.％的材料时的状态。能使界面发生变形，在狭窄的间隙(狭窄间距)形成结晶粒界。
用此材料的话，据图5可知，使Ti的添加浓度大于等于6at.％的话，将开始产生使结晶粒尺寸变小的效果。并且大于等于9at.％的话，能将结晶粒尺寸变得非常小(在图5的例子中是2nm左右)。另外，因为当Ti的浓度超过25at.％的话，Ru膜的原子阵列会变得紊乱，所以优选小于等于25at.％。
以下，当中间层6是以Cu为主要构成元素，Cu膜的膜厚是20nm时，用分子动力学模拟计算Al的添加浓度和Cu膜的粒界沟深度的关系，其结果用图6表示。据图6可知，当Al添加浓度大于等于0.11at.％时，粒界沟的深度将急剧变浅，平坦性会提高。另外，图7表示的是将此Cu膜剥离所需要的能量，即剥离能量的分子动力学计算结果和Al添加浓度的关系。据图7可知，当Al添加浓度大于等于8at.％时，剥离能量急剧增加，粘着性提高。而且，图8表示的是在此Cu膜上形成的垂直记录层的结晶粒尺寸和Al添加浓度的关系。图8表示的是垂直记录层采用以Co为主要构成元素，Cr的添加浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，Pt的添加浓度大于等于8at.％、小于等于20at.％的材料时的情况。用此材料的话，据图8可知，使Al添加浓度大于等于3at.％的话，将开始产生使结晶粒尺寸变小的效果。并且，大于等于5at.％的话，能将结晶粒尺寸变得非常小。(图8的例子中是2nm左右)。另外，Al的浓度超过22at.％的话，Ru膜的原子阵列会变得紊乱，所以优选小于等于22at.％。
也可以不采用图2构造的软磁性层3、非磁性层4、软磁性层5，而是采用软磁性层103的如图9所示的构造。另外，夹着非磁性层4的话，磁化的方向容易控制，这是优选的。另外，3，5和103可以采用相同的材料。
以上所显示的效果，即使改变分子动力学模拟的计算条件也同样能显示出来。
实施例2
下面，作为本发明的第二实施例的磁记录装置的概要图如图10、图11表示。本实施例的磁记录装置，其构成是具有垂直磁记录介质201、旋转驱动它的驱动部202、磁头203、磁头的驱动装置204、磁头的记录再生信号处理装置205。这里，垂直磁记录介质201是实施例1中已说明的介质。也就是说，垂直磁记录介质201，膜表面的平坦性很好。如果表面的平坦性良好的话，有一个优点是：即使磁头浮上量小于等于10nm，也能使垂直磁记录介质与磁头之间的磁场状态成为均一状态，所以作为磁记录装置就具有稳定的特性。

Claims (12)

1.一种垂直磁记录介质，具备：基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、在上述软磁性基底膜上形成的非磁性膜、在上述非磁性膜上形成的中间膜、以及在上述中间膜上形成的垂直记录层，其特征在于：上述中间膜是以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素的材料，或者是以Cu为主要构成元素、以Al为添加元素的材料。
2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素，上述垂直记录层以Co、Cr、Pt为构成元素，上述Cr的浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，上述Pt的浓度大于等于10at.％、小于等于20at.％。
3.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于0.14at.％。
4.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于10at.％。
5.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：上述中间膜以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于0.11at.％。
6.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：上述中间膜以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于8at.％。
7.一种磁记录装置，具备：
垂直磁记录介质，具有基板、在上述基板的一主面侧形成的软磁性基底膜、在上述软磁性基底膜上形成的非磁性膜、在上述非磁性膜上形成的中间膜、在上述中间膜上形成的垂直记录层；
驱动部，沿记录方向驱动上述垂直磁记录介质；
磁头，具有记录部和再生部；
使上述磁头相对于上述垂直磁记录介质进行相对运动的装置；以及
记录再生处理装置，用来进行上述磁头的信号输入和上述磁头的输出信号的再生，
其特征在于：上述中间膜是以Ru为主要构成元素、以Ti为添加元素的材料，或者是以Cu为主要构成元素、以Al为添加元素的材料。
8.如权利要求7所述的垂直磁记录装置，其特征在于：上述垂直记录层以Co、Cr、Pt为构成元素，上述Cr的浓度大于等于15at.％、小于等于25at.％，上述Pt的浓度大于等于10at.％、小于等于20at.％。
9.如权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于0.14at.％。
10.如权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Ti为添加元素、且含有的浓度大于等于10at.％。
11.如权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于：上述中间膜以Cu为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于0.11at.％。
12.如权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于：上述中间膜以Ru为主要构成元素，以Al为添加元素、且含有的浓度大于等于3at.％。
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