CN1898726A - 磁记录介质及其制造方法和磁读/写装置 - Google Patents

磁记录介质及其制造方法和磁读/写装置 Download PDF

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Abstract

一种磁记录介质62，其中包括：衬底11；在衬底11上形成的底涂层13和14；以及磁记录层15，其包括磁性晶粒和包围所述晶粒的晶粒间界区域。晶粒间界区域包括钛氧化物，且磁记录层15中的钛氧化物的物质含量的比率为5mol％至15mol％之间，所述钛氧化物包括至少TiO和/或Ti2O3。

Description

磁记录介质及其制造方法和磁读/写装置
相关申请的交叉引用
本发明根据35U.S.C.§119(e)(1)要求2003年12月31日提交的美国临时申请60/533250的优先权。
技术领域
本发明涉及一种利用磁记录技术的磁记录介质，其可用于硬盘驱动器等，还涉及制造该介质的方法，及磁读/写装置。
背景技术
磁记录装置(HDD)可用于信息的记录和再现(读和写)，主要用在计算机中，其具有大容量、低价格、良好的数据存取速度、可靠的数据存储等特点，因此磁记录装置的应用范围近年来逐渐扩大。磁记录装置可用于多种领域，例如家用磁带录像机和播放机、视听装置、及车内导航系统。为了与HDD使用范围的扩大相一致，对高密度高记录容量的需求也在扩大，因此近年来对高密度HDD的研制非常热门。
平面内磁记录系统可用在现在已经可以市场获得的读/写装置中。在系统中，磁记录层所包含的用于记录信息的磁性晶粒中包含与衬底平行的易磁化轴。这里，易磁化轴表示磁化方向容易被导向的轴。例如在钴基合金中，其易磁化轴是钴hcp结构的“c”轴。平面内磁记录介质具有其读/写特性随着所谓的热起伏效应而降低的特性，其中磁性层的反向磁化单元的直径也随着为了增大记录密度而变小的记录位的减少而减小，从而在热作用下丢失了其中记录的信息。另外，当记录密度增大时，介质产生的噪声趋向于在记录位间的边界区域中产生的退磁区域的作用下增大。
另一方面，还存在所谓的垂直磁记录系统，其中磁记录层的易磁化轴几乎与衬底垂直。在该系统中，即使介质的记录密度增大，记录位间的退磁区域的影响仍然很小，即使在记录密度增大时系统也是静磁稳定的。因此，近年来，垂直磁记录系统受到极大的关注，其被作为可以代替平面内记录系统的技术。通常，垂直磁记录介质包括衬底、用于获得磁记录层取向的取向控制底涂层、由硬磁材料形成的磁记录层、及用于保护磁记录层表面的保护层。可在衬底和底涂层间提供一层软磁底层，其中底层用来集中记录时磁头产生的磁通量。
垂直磁记录介质在维持热稳定性的同时还需具有低噪音，以在其上产生高记录密度。
作为一种常用的降低噪声的方法，可以使记录层包含的磁性晶粒自身的尺寸较微小。例如，下面将对通常广泛使用的CoCr基磁记录层进行解释。由于晶粒间界中的非磁性Cr的隔离，使得用于磁性层的磁粒较微小，其中可通过添加Ta和B或通过加热到合适的温度而形成隔离。然而，在垂直磁记录介质的情况下，垂直磁记录介质中颗粒间的磁相互作用减少量不足，因为通过Cr隔离不足以产生微小的磁粒，且磁性晶粒间的空间分隔不完全。因此垂直磁记录介质的问题在于记录位间的过渡噪声没有充分地降低。
作为一种降低上述磁相互作用的方法，可将SiO2加入记录层以获得具有粒状结构的磁记录层，其中利用SiO2添加剂包围磁性晶粒。例如，参考日本未审专利申请第一公开2002-83411。
此外还有一种方法，其中将TiO2加入记录层以获得具有粒状结构的磁记录层，其中利用TiO2添加剂包围磁性晶粒。例如参考日本未审专利申请第一公开2001-43526。
此外还存在的问题为，SiO2在膜中扩散速度较慢，从而无法在磁性晶粒间界上完全沉积，因此，部分未能沉积的SiO2与磁性晶粒形成过饱和的固溶体，磁性晶粒的结晶和取向将混乱或畸变，从而降低了读/写特征(R/W)的信噪比(SNR)。
此外还存在的问题为，TiO2具有高热稳定性，从而无法在磁性晶粒间界上完全沉积，因此，部分未能沉积的TiO2与磁性晶粒形成过饱和的固溶体，磁性晶粒的结晶和取向引起混乱或畸变，从而降低了R/W特征的SNR。
发明内容
本发明基于上述情况完成，本发明的一个目的是提供一种磁记录介质和利用该介质的磁记录装置，其中通过提供微小的颗粒直径的磁性晶粒，而不造成磁性晶粒的结晶和取向的混乱或畸变，从而使所述介质具有较好的SNR特性且可进行高密度记录。
为了实现上述目的，本发明提供了下面的介质及类似介质。
(1)一种磁记录介质，包括：衬底，在所述衬底上形成的至少一层底涂层，以及在所述底涂层上形成的磁记录层，其包括磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶粒间界区域；其中
所述晶粒间界区域包括Ti氧化物，所述磁记录层中的所述Ti氧化物的物质含量的比率在5mol％至15mol％之间，所述Ti氧化物包括至少TiO和/或Ti2O3。
(2)根据(1)所述的磁记录介质，其中所述Ti氧化物包括TiO2，并且所述Ti氧化物中的所述TiO2的成分比率为90mol％或更少。
(3)根据(1)或(2)所述的磁记录介质，其中所述磁性晶粒除了包括作为主成分的Co外还包括Pt和Cr；并且，所述晶粒的易磁化轴的取向与所述衬底垂直。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的磁记录介质，其中所述底涂层中包含的至少一层包括非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的磁记录介质，其中所述底涂层包括：非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素；以及晶粒间界区域，其包围所述非磁性晶粒，且包括选自于Si、Cr和Ti中的至少一种元素的氧化物。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的磁记录介质，其中所述底涂层中的氧化物的物质含量的比率为1mol％至15mol％之间。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的磁记录介质，其中所述底涂层中包含的氧化物为Ti氧化物，所述Ti氧化物包括至少TiO和/或Ti2O3。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的磁记录介质，其中所述底涂层包括TiO2作为至少一种所述Ti氧化物，所述Ti氧化物中的TiO2的比率为90mol％或更少。
(9)一种制造磁记录介质的方法，包括下列步骤：
制备衬底，在其上形成底涂层；以及
气相沉积用作磁性晶粒的材料和包括TiO和/或Ti2O3的材料，以形成包括磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶粒间界区域的磁记录层。
(10)根据(9)所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的晶粒间界区域包括Ti氧化物，且所述磁记录层中的Ti氧化物的物质含量的比率为5mol％至15mol％之间。
(11)根据(9)或(10)所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的Ti氧化物包括TiO2，且所述Ti氧化物中的TiO2的成分比率为90mol％或更少。
(12)根据(9)至(11)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的磁性晶粒除了包括作为主成分的Co外还包括Pt和Cr；且所述晶粒的易磁化轴的取向与所述衬底垂直。
(13)根据(9)至(12)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的至少一层包括主成分为包含选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素的非磁性晶粒。
(14)根据(9)至(13)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的至少一层包括：非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素；以及晶粒间界区域，其包围所述非磁性晶粒，且包括选自于Si、Cr和Ti中的至少一种元素的氧化物。
(15)根据(9)至(14)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中的氧化物的物质含量的比率为1mol％至15mol％之间。
(16)根据(9)至(15)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的氧化物是Ti氧化物，且所述Ti氧化物包括TiO和/或Ti2O3。
(17)根据(9)至(16)中任一项所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的氧化物包括TiO2作为至少一种所述Ti氧化物，且所述Ti氧化物中的TiO2的成分比率为90mol％或更少。
(18)一种磁读和写装置，包括：读磁头和写磁头，及根据(1)至(8)中任一项所述的磁记录介质。
(19)根据(18)所述的磁读和写装置，其中所述读磁头和写磁头为单极型记录磁头。
在本发明中，TiO和/或Ti2O3用作添加剂，以分开磁性晶粒并提供其的微小尺寸。
已知，存在例如TiO、Ti2O3和TiO2等Ti氧化物，其具有较低的氧化值。在这些Ti氧化物中，氧化值为4的TiO2相在常温常压下的热力学特性最为稳定。相比于上述TiO2，氧化值较小的TiO和Ti2O3的相较不稳定。因此，在含有氧气的环境中，下列反应式中的化学反应从左到右进行。
当例如TiO和/或Ti2O3等具有较小氧化值的氧化物作为添加剂与作为磁性晶粒的材料一起气相沉积时，由于气相沉积环境中包含的剩余氧气等的影响，氧化物被沉积以获得氧气，并且在晶粒间界形成TiO2。由于这种作用，将TiO和/或Ti2O3扩散进磁性晶粒间界的驱动力显著增大。因此，与用作常规添加剂的例如SiO2和TiO2等热力学稳定的氧化物相比较，TiO和Ti2O3可以高速扩散进晶粒间界，且可充分地沉积进磁性晶粒的晶粒间界中，而不像SiO2等保留在磁性晶粒中。这样，本发明可以提供微小晶粒的粒状结构，其中因为使用TiO和/或Ti2O3作为添加剂以分开磁性晶粒并产生磁性晶粒的微小晶粒尺寸，而不会形成过饱和的磁性晶粒固溶体。
磁记录层中的Ti氧化物除了包括TiO和/或Ti2O3还包括TiO2，其物质含量的比率优选为5mol％至15mol％之间，更优选为7mol％至12mol％之间。小于5mol％的比率是不利的，因为这样将不能显著获得改善的R/W特征的SNR的效果。大于15mol％的比率也是不利的，因为这样，晶轴取向将受到不适当的影响，且R/W特性的再现输出下降。
这里，磁性层中的Ti氧化物的物质含量的比率可用例如俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和利用透射电子显微镜的能量色散型X射线能谱分析方法(TEM-EDX)等进行分析。
磁性层中Ti氧化物中TiO2成分的比率优选为90mol％或更少，更优选为40mol％至60mol％之间。如上所述，当形成膜时，TiO和Ti2O3倾向于被氧化，因此尽管添加了TiO和Ti2O3作为气相沉积材料，磁性层的晶粒间界区域中仍然存在相当量的TiO2成分。如果添加的TiO2成分的含量超过90mol％，相比于仅添加TiO2的情况，不能获得R/W特征的SNR的较好的改善效果，因此是不优选的。
Ti氧化物中TiO2成分的比率可用例如XPS、广义X射线吸收精细结构(EXAFS)、X射线吸收近边精细结构(XANES)等进行分析。
用作磁性晶粒材料的CoPtCr基合金也可适用于本发明的磁记录介质，因为CoPtCr基合金具有高的晶体磁各向异性能，因此它的热起伏抗性较高。另外，如果需要，可将例如Ta、Cu和B等添加元素添加到合金中以提高磁性。更优选，可用CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtNd和CoCrPtCu等作为材料。
本发明的磁记录层如果需要可以具有两层或以上的多层结构。在这种情况下，本发明的多层结构中的至少一层具有上述特征已经足够。
可用作磁记录层的底涂层的Ru、Rh、Pt、Pd、Ti和Ir具有与上述CoPtCr基合金的良好的晶格匹配，使用这些元素可以提高磁记录层的晶体取向度。
上述底涂层如果需要可以是两层或更多层的叠层。
当将氧化物添加到底涂层中以形成粒状结构时，可进一步提高磁记录介质的R/W特征。添加到底涂层的氧化物优选的实例包括上面提到的那些，即Si、Cr和Ti等的氧化物，更优选是包括TiO和/或Ti2O3的Ti氧化物，因为在使用其后可进一步改善R/W特征。
上述添加到底涂层的氧化物的含量优选为1mol％至15mol％，更优选为3mol％至10mol％。当低于1mol％时，将不能获得R/W特征的SNR的较好改善的效果，因此是不优选的。当含量高于15mol％时，磁记录层的取向度倾向于降低，而R/W特征的SNR也倾向于变差，因此是不优选的。
当底涂层中的氧化物中的TiO2成分的比率为90mol％或更低时，可以获得改善的R/W特征的SNR的效果，因此是优选的。当比率为40mol％至60mol％之间时更为优选，因为可以进一步改善R/W特征的SNR效果。
具有粒状结构的底涂层可以具有两层或更多层的多层结构，其也可以是不与磁记录层直接接触的一层。
通过在上述底涂层和衬底之间提供一层高导磁率的软磁性层，可以制备所谓的双层垂直磁记录介质，其中将垂直磁记录层提供在软磁性层上面。双层介质中的软磁性层承受磁头的一个作用，从而当完成对垂直磁记录层的磁化后，将来自例如单磁极头的磁头中的记录磁场在层中水平传输至磁头侧以产生回流。软磁性层可用来向磁场中的记录层提供足够的且清晰的垂直磁场，并可改善读/写的效率。
这种软磁性层的实例包括CoZrNb、FeSiAl、FeTaC、CoTaC、NiFe、Fe、FeCoB、FeCoN和FeTaN的层。
此外，可在软磁性层和衬底间制备例如平面内硬磁性膜和反铁磁性膜的偏置施加层。软磁性层可容易地形成磁畴，从磁畴可产生类尖峰噪音。因此，由于将单向磁场施加到偏置施加层的径向，从而向偏置施加层上形成的软磁性层施加了偏置磁场，同时防止了磁壁的形成。还可以以叠层结构的形式提供偏置施加层，使得各向异性可以细微地分布，同时很难形成大的磁畴。用作偏置施加层的材料的实例包括CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、FePt、CoCrPtTaNd、CoSm、CoPt、CoPtO、CoPtCrO、CoPt-SiO2、CoCrPt-SiO2和CoCrPtO-SiO2。
本发明衬底的实例包括玻璃衬底、铝基合金衬底、表面被氧化的硅单晶衬底、陶瓷和塑料等。此外，还可以使用一种衬底，其中前述衬底的非磁表面镀有例如NiP合金等，这种衬底可具有与前述衬底相似的效果。
可在磁记录层上提供一层保护层。保护层的实例包括C、类金刚石碳(DLC)、SiNX、SiOX和CNX。X为可以选择的合适的数字。
溅射方法的实例包括可以使用复合靶的单靶溅射方法和可使用每种物质的靶的多靶同时溅射方法。此外，如果需要，还可以将氧气添加到例如Ar的溅射气体中。
本发明的磁记录介质使磁性晶粒的颗粒直径可以更小，而不会干扰磁性晶粒的结晶和取向、进行高密度记录，并展现良好的SNR特性。
附图说明
图1为本发明第一实施例的磁记录读/写装置的实例的一部分的分解透视图；
图2为装有图1所示磁记录读/写装置的磁盘(磁记录介质)的配置实例的典型截面图；
图3为装有图1所示磁记录读/写装置的磁盘(磁记录介质)的另一种配置实例的典型截面图；
图4为装有图1所示磁记录读/写装置的磁盘(磁记录介质)的又一种配置实例的典型截面图；
图5为本发明第二实施例的磁盘(磁记录介质)的配置的典型截面图；
图6为SNRm值与实例1中TiO的添加量之间的关系的曲线图；
图7为SNRm值与实例1中Ti氧化物中的TiO2成分的比率之间的关系的曲线图；
图8为SNRm值与实例2中TiO的添加量之间的关系的曲线图；
图9为SNRm值与实例2中Ti氧化物中的TiO2成分的比率之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的优选实施例。
(第一实施例)
图1为本发明第一实施例的磁记录读/写装置的实例的部分分解透视图。图2为配置有图1所示磁记录读/写装置的磁盘(磁记录介质)的实例的典型截面图。图3为装有图1所示磁记录读/写装置的磁盘(磁记录介质)的另一种配置实例的典型截面图。图4为磁盘(磁记录介质)的另一实例的典型截面图。
如图1所示，本实施例的磁记录读/写装置60包括壳体61，其具有矩形盒形状，所述壳体包括开口的上表面和未示出的顶盖，所述顶盖用于闭合壳体61上端开口、并通过多个螺丝被拧紧在壳体61上。
在壳体61中包括：磁盘62，其为根据本发明的磁记录介质；主轴电动机63，其作为驱动装置用于支撑和旋转磁盘62；磁头64，其进行关于磁盘62的磁信号的记录和再现；磁头致动器65，其包含顶部装有磁头64的悬架，所述悬架可以支撑磁头64使之可相对于磁盘62移动；旋转轴66，其可以旋转地支撑磁头致动器65；音圈电动机67，其通过旋转轴66旋转和确定磁头致动器65的位置；以及磁头放大器电路68。
如图2所示，磁盘62(磁记录介质)包括衬底11；层叠在衬底11上的软磁性层12；层叠在软磁性层12上的第二底涂层13(底涂层)；层叠在第二底涂层13上的第一底涂层14(底涂层)；层叠在第一底涂层14上的磁记录层15；及层叠在磁记录层15上的保护层16。
衬底11可用玻璃衬底、铝基合金衬底、表面氧化的硅单晶衬底、陶瓷、塑料等形成。可在衬底11上镀NiP合金等。
作为软磁性层12，优选具有高导磁率。用于形成该层的材料的实例包括CoZrNb、FeSiAl、FeTaC、CoTaC、NiFe、Fe、FeCoB、FeCoN和FeTaN。软磁性层12的厚度优选为50至300nm。
通过在第二底涂层13和衬底11之间提供软磁性层12，形成所谓的双层垂直磁记录介质，其中垂直磁记录层被包含在软磁性层12上。软磁性层12受到磁头的部分作用，从而通过在层中将来自单磁极型磁头的记录磁场水平传送至磁头侧而流通所述磁场。
第一底涂层14和第二底涂层13包含非磁性晶粒，其主成分为元素Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种。优选，用于第二底涂层13和第一底涂层14的材料互不相同。第一底涂层14的厚度优选为3至20nm，第二底涂层13的厚度优选为3至20nm。
如图3所示，可在第二底涂层13和软磁性层12间提供第三底涂层23。此外，如图4所示，可在第二底涂层13和软磁性层12间提供第三底涂层23和第四底涂层33。
将磁记录层15设置为使得该层包含磁性晶粒和围绕磁性晶粒的晶粒间界区域。磁记录层15的厚度为3至20nm。磁性晶粒的主成分为Co，还包含Pt和Cr；并且其易磁化轴的方向与衬底垂直。形成磁性晶粒的CoPtCr基合金也适于用在本发明的磁记录介质中，因为该合金具有高晶体磁各向异性能，从而具有高的抗热起伏性。如果需要，还可在合金中加入例如Ta、Cu和B等添加元素以提高磁性。优选，CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtNd和CoCrPtCu等可用作添加元素。
晶粒间界区域包括至少TiO和/或Ti2O3，还包括TiO2。磁记录层15中这些Ti氧化物的物质含量的比率为5mol％至15mol％之间。Ti氧化物中TiO2成分的比率为90mol％或更低。
由于使用了例如TiO和/或Ti2O3等具有小氧化值的氧化物作为晶粒间界成分，因此可在晶粒间界上形成相比于TiO和Ti2O3热稳定性较好的TiO2。根据这种效果，TiO和Ti2O3可以在磁性晶粒间界中高速扩散。因此晶粒间界区域可形成具有精细结构的粒状结构，而不会在晶粒间界区域与磁性晶粒形成过饱和固溶体。
Ti氧化物的物质含量比率低于5mol％不是优选的，因为这样将无法显著提高R/W特征的SNR的效果。Ti氧化物的物质含量比率高于15mol％也是不优选的，因为这样，磁性晶粒的晶轴取向会受到不适当的影响，且R/W特征的再现输出也会不适当地下降。
此外，当Ti氧化物中的TiO2成分的比率超过90mol％时，相比于仅使用TiO2的情况，不能获得改善的R/W特征的SNR的效果，因此是不希望的。
磁性层中的Ti氧化物的物质含量的比率可利用例如俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和利用透射电子显微镜的能量色散型X射线能谱分析方法(TEM-EDX)等进行分析。TiO2成分的比率可通过例如XPS、广义X射线吸收精细结构(EXAFS)、X射线吸收近边精细结构(XANES)等进行分析。
保护层16可利用例如C、类金刚石碳(DLC)、SiNX、SiOX和CNX等形成。通过提供保护层16，可以机械地保护磁记录层15。
当制造本实施例的磁盘时，优选利用溅射方法用于形成例如磁记录层15的磁盘的每一层。特别是，优选使用利用复合靶的单靶溅射方法和其中可使用每种物质作为靶的多靶同时溅射方法。如果需要，还可以将氧气添加到例如Ar的溅射气体中。
(第二实施例)
图5为本发明第二实施例的磁盘72(磁记录介质)的典型截面图。
该实施例的磁盘72(磁记录介质)包括：衬底11；层叠在衬底11上的软磁性层12；层叠在软磁性层12上的第二底涂层(底涂层)13；层叠在第二底涂层13上的第一底涂层24(底涂层)；层叠在第一底涂层24上的磁记录层15；及层叠在磁记录层15上的保护层16。
本实施例与第一实施例的区别在于第一底涂层24具有粒状结构。
从而，本实施例的衬底11、软磁性层12、第二底涂层13、磁记录层15和保护层16与第一实施例中具有相同附图标记的结构元件相同。因此省略对这些结构元件的说明。
本实施例的在磁盘72(磁记录介质)中包含的第一底涂层24包括非磁性晶粒、以及围绕非磁性晶粒的晶粒间界区域，所述非磁性晶粒包括选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素作为主成分。晶粒间界区域包括选自于Si、Cr和Ti中的至少一种元素的氧化物。
这样，通过将这样的氧化物添加到底涂层以形成粒状结构，可以进一步提高磁记录介质的R/W特征。希望添加的氧化物是上述Si、Cr和/或Ti的氧化物。特别是，当使用包括TiO和/或Ti2O3的Ti氧化物，可以进一步提高R/W特征。
上述可以添加到底涂层24的氧化物的含量优选为1mol％至15mol％之间，更优选是3mol％至10mol％之间。当含量低于1mol％时，无法很好地提高R/W特征的SNR的效果，因此是不希望的。当含量高于15mol％时，磁记录层的取向程度倾向于变差，而R/W特征的SNR也倾向于变差，因此也是不希望的。
当Ti氧化物中TiO2成分的比率为90mol％或更低时，可以优选地改善R/W特征的SNR的效果。TiO2成分的比率更优为40mol％至60mol％之间，因为这样可以更多地改善R/W特征的SNR的效果。
实例
以下通过实例对本发明进行更具体的解释。
实例1
制备具有硬盘形式的2.5英寸非磁性玻璃衬底。
接下来，将溅射装置的真空腔抽空至2×10-5Pa或更低。之后，在Ar气氛下使腔内气压达到0.67Pa，利用Co84Zr6Nb10靶在衬底上形成200nm厚的包含Co84Zr6Nb10的软磁性层。接着，利用Ta靶在软磁性层上形成8nm厚的Ta层的第二底涂层。然后，在Ar气氛下使腔内气压达到3Pa，并利用Ru靶在第二底涂层上形成15nm厚的Ru层的第一底涂层。
接着利用复合靶作为磁性晶粒的材料在其上形成13nm厚的磁记录层，其中通过混合TiO粉和包含10原子％的Co和14原子％的Cr的CoCrPt合金粉而获得靶。此外，在0.67Pa气压下和Ar气氛中在记录层上形成5nm厚的由C(碳)构成的保护层。在形成保护层之后，利用浸渍法在保护层表面施加13A(1.3nm)厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂，从而获得图2所示的磁记录介质。
将每个靶上的输入电功率设置成1000W。此外，改变磁记录层的组成，使得，当将CoCrPt合金与TiO的摩尔比表示为(1-x)∶x时，将x从0变为了0.2。通过在制造复合靶时改变CoCrPt合金粉与TiO粉的混合比来控制组成。作为比较，制造一种磁记录介质，其中用SiO2和TiO2替换TiO。此外，还制造一种磁记录介质，其中在形成磁记录层时通过将氧气加入溅射气体(Ar)中而改变磁性层中的(TiO+Ti2O3)∶TiO2的成分比。
利用自旋支架对获得的磁记录介质的R/W特征进行评估。使用这样的磁头，在所述磁头中组合记录磁道宽度为0.3μm的单磁极型磁头和再现磁道宽度为0.2μm的MR磁头。当磁盘以4200rmp旋转时，在径向位置20mm的固定位置进行测量。
对在经过作为SNR介质的微分电路后的微分波形的信噪比(SNRm)(这里S表示119kfci的磁道记录密度输出，Nm表示716kfci的均方根(rms)值)进行评估，另外对微分波形的半宽值dPW50进行评估以作为对记录分辨率的指示。
利用TEM-EDX对磁记录层中的每种氧化物的组成进行分析，其中对其的加速电压为400kV。磁记录层中TiO、Ti2O3和TiO2的比率通过与峰值的积分强度作比较而确定，其中峰值位于与XPS获得的每个相对应的能量位置上。
下面的表1示出了x＝0.08时添加每种添加剂时的dPW50值和SNRm值。
表1
  添加材料   SNRm(dB)   dPW50(nm)
  SiO2   17.1   90
  TiO2   16.5   87
  TiO   18.0   74
如表1所示，其中添加TiO的SNRm值和dPW50值都优于只添加SiO2或TiO2的情况。
图6示出了添加TiO时SNRm值和添加量x间的关系。可以看到，当添加量在5mol％至15mol％之间时SNRm被更多地改善。
图7示出了“y”与SNRm值间的关系，其中将(TiO+Ti2O3+TiO2)∶TiO2的比值表示为(1-y)∶y，添加材料为TiO，且x为0.8。可以看到，当y为0.9或更低时SNRm被更多地改善。
此外，利用TEM观察磁记录层一部分的精细结构，其中x＝0.08，y＝0.6。结果，清楚地观察到磁性晶粒部分和晶粒间界部分，形成了其中母体材料围绕磁性晶粒的粒状结构。
接着，除了将第二底涂层的Ru分别变成Rh、Pt、Pd或Ir以外，利用与上述相同的条件制造磁记录介质，其中x＝0.08，y＝0.6，添加成分为TiO，且每种介质具有下面表2所示的各底涂层的组合，并且进行评估。表2示出了利用每种底涂层时的SNRm值。
表2
  第二底涂层8nm   第一底涂层15nm   SNRm(dB)
  Ta   Ru   18.7
  Ta   Rh   18.5
  Ta   Pt   18.5
  Ta   Pd   18.6
  Ta   Ir   18.0
可从表2明显看到，即使使用任一种底涂层，都可以获得较好的SNRm值。
接着，制造和评估图3所示的磁记录介质，其中在第二底涂层和软磁性层之间提供第三底涂层以使底涂层成为三层结构，从而介质具有下面表3所示的各底涂层的组合。表3示出了当添加量x＝0.08、y＝0.6、且添加成分为TiO时的SNRm值。
表3
  第三底涂层8nm   第二底涂层5nm   第一底涂层15nm   SNRm(dB)
  Ta   Pt   Ru   19.1
  Ta   Pd   Ru   18.8
  Ta   Ir   Ru   19.0
  Ta   Pt   Rh   18.7
  Ta   Pd   Rh   18.8
  Ta   Ir   Rh   18.6
从表3可以明显看到，在使用任一底涂层的每个情况中，都可以获得较好的SNRm值，这是优选的。
实例2
制备具有硬盘形式的2.5英寸非磁性玻璃衬底。
接着，将溅射装置的真空腔抽空至2×10-5Pa或更低。然后，在Ar气氛下使腔内气压达到0.67Pa，以与实例1相似的方法形成200nm厚的由Co84Zr6Nb10构成的软磁性层和8nm厚的由Ta构成的第二底涂层。
然后，在Ar气氛下使腔内气压达到3Pa，并通过利用复合靶在第二底涂层上形成15nm厚的第一底涂层，在所述复合靶中将Ru与SiO2、Cr2O3、TiO和TiO2中的任一种混合。
接着利用复合靶在其上形成13nm厚的磁记录层，在所述复合靶中混合8mol％的TiO粉和包含10原子％的Co和14原子％的Cr的CoCrPt合金粉。然后，在Ar气氛下使真空腔内气压变为0.67Pa，在其上形成5nm厚的由C构成的保护层。在形成保护层之后，利用浸渍法在保护层表面施加13A(1.3nm)厚的PFPE润滑剂。
将每个靶上的输入电功率设置成1000W。将第一底涂层的组成改变为，当Ru与每种氧化物的摩尔比表示为(1-a)∶a时，使a从0变为0.2。将第一底涂层中Ti氧化物中包括的TiO2成分的比率表示为“b”，其中b可通过公式(TiO+Ti2O3+TiO2)∶TiO2＝(1-b)∶b表示，且通过与用于实例1中磁记录层的TiO2成分的比率的相似方法来改变b。
通过与实例1相似的方法评估制得的磁记录介质的每种特征。下表4示出了a＝0.09时使用每种氧化物的SNRm值和dPW50值。
表4
  第二底涂层8nm   第一底涂层15nm   SNRm(dB)   dPW50(nm)
  Ta   Ru   18.7   72
  Ta   Ru-SiO2   19.5   72
  Ta   Ru-Cr2O3   19.3   72
  Ta   Ru-TiO2   19.2   73
  Ta   Ru-TiO   19.8   70
如表4所示，可以看到，包括其中添加SiO2、Cr2O3、TiO2和TiO中的任一种的第一底涂层的介质的SNRm值优于包括其中仅包含Ru的第一底涂层的介质的SNRm值。
图8示出添加量a和SNRm值之间的关系，其中添加到第一底涂层的添加材料是TiO。其中示出，当添加量“a”在0.01至0.2之间时，SNRm得到进一步改善。当将添加到第一底涂层的材料改成SiO2、Cr2O3或TiO2时也有同样的趋势。
图9示出了SNRm和TiO2成分的比率b之间的关系，其中a＝0.09，且添加到第一底涂层的添加剂是TiO。可以看到，当b为0.9或更低时SNRm得到更多的改善。
接着，除了使用Rh、Pt、Pd或Ir替换第一底涂层中包括的Ru，制造与上述介质相似的磁记录介质，其中添加到其的第一底涂层上的添加剂为TiO，且其具有表5所示的各种底涂层的组合，并且对磁记录介质进行评估。表5示出了添加量a＝0.09时的SNRm值。
表5
  第二底涂层8nm   第一底涂层15nm   SNRm(dB)
  Ta   Ru-TiO   19.8
  Ta   Rh-TiO   19.6
  Ta   Pt-TiO   19.3
  Ta   Pd-TiO   19.3
  Ta   Ir-TiO   19.1
如表5所示，即使利用任一种底涂层，都有利地获得较好的SNRm值。当使用SiO2、Cr2O3或TiO2作为添加到第一底涂层的添加剂时也有类似的趋势。
接着，制造磁记录介质并对其进行评估，磁记录介质具有表6所示的各种底涂层的组合，其中在第二底涂层和软磁性层间提供第三底涂层以形成三层底涂层结构。表6示出了添加量a＝0.09、且添加到第一底涂层的添加剂为TiO时的SNRm值。
表6
  第三底涂层8nm   第二底涂层5nm   第一底涂层15nm   SNRm(dB)
  Ta   Pt   Ru-TiO   20.1
  Ta   Pd   Ru-TiO   20.1
  Ta   Ir   Ru-TiO   19.9
  Ta   Pt   Rh-TiO   19.9
  Ta   Pd   Rh-TiO   19.9
  Ta   Ir   Rh-TiO   19.7
如表6所示，可以看到，即使使用任一种底涂层，都有利地获得了较好的SNRm值。当使用SiO2、Cr2O3或TiO2作为添加到第一底涂层的添加剂时也有类似的趋势。
制造如图4所示的记录介质并对其进行评估，其中在第三底涂层和软磁性层间提供第四底涂层以形成四层底涂层结构。根据下面的表7确定底涂层的组合。表7示出了a＝0.09、且添加到第一底涂层的添加剂为TiO时的SNRm值。
表7
  第四底涂层8nm   第三底涂层5nm   第二底涂层15nm   第一底涂层3nm   SNRm(dB)
  Ta   Pt   Ru   Ru-TiO   21.0
  Ta   Pd   Ru   Ru-TiO   21.0
  Ta   Ir   Ru   Ru-TiO   20.8
  Ta   Pt   Rh   Ru-TiO   20.5
  Ta   Pd   Rh   Ru-TiO   20.5
  Ta   Ir   Rh   Ru-TiO   20.3
  Ta   Pt   Ru   Rh-TiO   20.8
  Ta   Pd   Ru   Rh-TiO   20.8
  Ta   Ir   Ru   Rh-TiO   20.7
  Ta   Pt   Rh   Rh-TiO   20.4
  Ta   Pd   Rh   Rh-TiO   20.3
  Ta   Ir   Rh   Rh-TiO   20.3
如表7所示，可以看到，即使使用任一种底涂层，都有利地获得了较好的SNRm值。当使用SiO2、Cr2O3或TiO2作为添加到第一底涂层的添加剂时也有类似的趋势。
工业应用性
本发明提供了一种磁记录介质和利用磁记录介质的磁记录装置，磁记录介质可进行高密度记录且具有很好的SNR特征，磁性晶粒的颗粒直径被制成为较小，而不会造成磁性晶粒的结晶和取向的畸变。
尽管上面对本发明优选实施例进行了描述和说明，可以理解，它们只是本发明的示例，并不用作任何限定。可在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行增加、省略、替换和其他修改。因此，不能认为本发明受到前面描述的限定，其仅通过所附权利要求书进行限定。

Claims (19)

1.一种磁记录介质，包括：
衬底，
在所述衬底上形成的至少一层底涂层，以及
在所述底涂层上形成的磁记录层，其包括磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶粒间界区域；其中
所述晶粒间界区域包括Ti氧化物，所述磁记录层中的所述Ti氧化物的物质含量的比率在5mol％至15mol％之间，所述Ti氧化物包括至少TiO和/或Ti2O3。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述Ti氧化物包括TiO2，并且所述Ti氧化物中的所述TiO2的成分比率为90mol％或更少。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁性晶粒除了包括作为主成分的Co外还包括Pt和Cr；并且，所述晶粒的易磁化轴的取向与所述衬底垂直。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述底涂层中包含的至少一层包括非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素。
5.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述底涂层包括：非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素；以及晶粒间界区域，其包围所述非磁性晶粒，且包括选自于Si、Cr和Ti中的至少一种元素的氧化物。
6.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述底涂层中的氧化物的物质含量的比率为1mol％至15mol％之间。
7.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述底涂层中包含的氧化物为Ti氧化物，所述Ti氧化物包括TiO和Ti2O3中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述底涂层包括TiO2作为至少一种所述Ti氧化物，所述Ti氧化物中的TiO2的比率为90mol％或更少。
9.一种制造磁记录介质的方法，包括下列步骤：
制备衬底，在其上形成底涂层；以及
气相沉积用作磁性晶粒的材料和包括TiO和Ti2O3中的至少一种的材料，以形成包括磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶粒间界区域的磁记录层。
10.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的晶粒间界区域包括Ti氧化物，且所述磁记录层中的Ti氧化物的物质含量的比率为5mol％至15mol％之间。
11.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的Ti氧化物包括TiO2，且所述Ti氧化物中的TiO2的成分比率为90mol％或更少。
12.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述磁记录层中的磁性晶粒除了包括作为主成分的Co外还包括Pt和Cr；且所述晶粒的易磁化轴的取向与所述衬底垂直。
13.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的至少一层包括主成分为包含选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素的非磁性晶粒。
14.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的至少一层包括：非磁性晶粒，其主成分为选自于Ru、Rh、Pt和Pd中的至少一种元素；以及晶粒间界区域，其包围所述非磁性晶粒，且包括选自于Si、Cr和Ti中的至少一种元素的氧化物。
15.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中的氧化物的物质含量的比率为1mol％至15mol％之间。
16.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的氧化物是Ti氧化物，且所述Ti氧化物包括TiO和Ti2O3中的至少一种。
17.根据权利要求9所述的制造磁记录介质的方法，其中所述底涂层中包含的氧化物包括TiO2作为至少一种所述Ti氧化物，且所述Ti氧化物中的TiO2的成分比率为90mol％或更少。
18.一种磁读和写装置，包括：读磁头和写磁头，及根据权利要求1所述的磁记录介质。
19.根据权利要求18所述的磁读和写装置，其中所述读磁头和写磁头为单极型记录磁头。
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