CN1906665A - 磁记录介质和磁记录再现设备 - Google Patents

Abstract

一种磁记录介质包括依次堆叠在非磁性衬底上的方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层，该非磁性衬底在其第一表面上提供有纹理并且用于磁盘。该非磁性衬层含有由Cr－Mn类合金形成的至少一层并且具有沿其圆周方向的易磁化轴的磁各项异性。磁记录和再现设备包括该磁记录介质和使得信息能够记录在该从记录介质上并且从中再现的磁头。

Description

磁记录介质和磁记录再现设备

相关申请的交叉引用

本申请是按照35U.S.C.§111(a)提交的申请，分别按照35U.S.C.§119(e)(1)要求享有于2004年8月26日提交的临时申请No.60/604489和按照35U.S.C.§111(b)于2004年8月16日提交的日本申请No.2004-236454的的申请日。

技术领域

本发明涉及一种具有依次堆叠在磁性衬底上的方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层的磁记录介质，该磁性衬底在其第一表面上提供有纹理(texture streak)并且用于磁盘，以及涉及一种用来在该磁记录介质上记录和再现磁信号的磁记录和再现设备。

背景技术

目前作为一种磁记录和再现设备的硬盘驱动器(HDD)，其记录密度以每年60％的速率增长。据说这种趋势在未来还会继续。作为这种趋势的后果，对磁记录头的研究和对适用于高记录密度的磁记录介质的研究一直在推进中。

用在硬盘驱动中的磁记录介质需要跟从这种朝着记录密度更高的趋势，并且因而增强抗磁力以及增强信号/噪音比(SNR)。

对于要用在所述硬盘驱动器中的磁记录介质，通过溅射工艺使金属膜沉积在适用于磁记录介质的衬底上的这种结构现在占主导。作为适用于磁记录介质的衬底，铝衬底和玻璃衬底有广泛的应用。铝衬底是这样获得的：通过在经过研磨达到镜面抛光的Al-Mg合金衬底上进行无电镀(electrolessplating)，形成厚度为大约10μm的Ni-P类合金层，以及进一步研磨这一层的表面以达到镜面抛光。玻璃衬底已知有不同种类，例如非晶玻璃和晶化玻璃。这两种玻璃衬底在使用之前经过研磨以达到镜面抛光。

目前通常用于硬盘驱动器的磁记录介质是这样的结构：具有依次堆叠在非磁性衬底上的非磁性衬层(例如，由Cr、Cr类合金、Ni-Al类合金制成)、非磁性中间层(例如，由Co-Cr基或者Co-Cr-Ta类合金制成)、磁性层(例如，由Co-Cr-Pt-Ta基或者Co-Cr-Pt-B类合金制成)、和保护膜(例如，由碳制成)，并且具有由形成其上的液态润滑油制成的润滑油膜。

为了增强磁记录介质的抗磁力，有几种方法可以采用。对于以Co作为磁性层的主要成分的合金基的磁记录介质来说，例如，采取添加剂Pt的方法证明是有效的。关于这种方法已经公开了大量的报道。另外，有人提出使用CrMn类合金作为非磁性衬层(参照美国专利5993956)。

关于磁记录介质的静磁性质，赋予具有在圆周方向的易磁化轴的磁各项异性并且强化这种性质的方法是有效的，同在增强介质的记录性质和匀化该特性时增强抗磁力的方法也是有效的。因此，目前，如一般所知，使用由用Ni-P类合金层电镀铝合金而获得的衬底(另外也叫做铝衬底)的磁记录介质，经过在Ni-P类合金表面的圆周方向机械地划刻微槽的纹理处理，能够显示出具有在圆周方向易磁化轴的磁各项异性(参见IEEETranson Mag.Vol.Mag-22，No.5(1986)，379和Journal of Japan AppliedMagnetism Society，Vol.17，No.5(1993)784)。

作为非磁性衬底，例如玻璃衬底，具有很强的抗冲击的刚性，并且还具有出色的平坦度，因此，确实可以认为可作为适合于高记录密度的非磁性衬底。当把沿圆周方向的磁各向异性赋予使用玻璃作为非磁性衬底的磁记录介质时，就能够期望获得出众的记录和再现性能。

通过使玻璃衬底经过纹理处理而在该衬底上形成纹理的若干方法是已知的。为了形成微小和均匀的纹理，有人提出一种想法：使用织物布带，该织物布带包括抛光粉悬浮液和塑料纤维，该抛光粉悬浮液包含具有羟基的溶液(参见日本专利3117438)。

另外，为了形成微小和均匀的纹理，有人提出一种想法：同时使用钻石抛光粉和CeO₂抛光粉。

然而，要仅仅通过在其中形成纹理而赋予玻璃衬底完全令人满意的沿圆周方向的磁各向异性是困难的。因而，为了赋予在其第一表面形成线形纹理的玻璃衬底具有沿圆周方向的磁各向异性，有人提出这种想法：通过溅射工艺形成预涂层(参见JP-A HEI 4-205916)，形成至少包含Ni和P的非晶层(参见JP-A 2001-209927)，以及形成Co-W类合金或者Co-Mo类合金的方向调整层(参见JP-A 2004-86936)。

如上所述，已经提出了若干赋予其上形成有纹理的玻璃衬底磁各向异性的方法。但是，通常，各向异性的程度比使用铝衬底的情况小。不仅当使用玻璃衬底，而且当使用铝衬底时，各向异性都需要进一步增强。

本发明是考虑到上面提到的事务情况提出的，并且其目的是提供一种富有磁各向异性适于高密度记录并且具有出色的记录性能的磁记录介质以及磁记录和再现设备。

发明内容

为了实现上面所述的目的，本发明的第一方面提供一种磁记录介质，其包括依次堆叠在非磁性衬底上的方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层，该非磁性衬底在其第一表面上提供有纹理并且用于磁盘，其中该非磁性衬层含有由Cr-Mn类合金形成的至少一层，并且具有沿其圆周方向的易磁化轴的磁各项异性。

在包括本发明的第一方面在内的第二方面中，剩余磁化量中的该磁各项异性具有大于或者等于1.3的指数，该指数是沿圆周方向的剩余磁化量除以沿径向的剩余磁化量。

在包括本发明的第一或者第二方面在内的第三方面中，形成该非磁性衬层的至少一部分的该Cr-Mn类合金层具有在1到60at％范围内的Mn含量。

在包括本发明的第一或者第二方面在内的第四方面中，形成该非磁性衬层的至少一部分的该Cr-Mn类合金层具有在5到40at％范围内的Mn含量。

在包括本发明第一至第四方面中任一方面的第五方面中，该非磁性衬层至少具有一个堆叠结构，其由Cr-Mn类合金层和形成于其上的Cr-Mo类合金层构成。

在包括本发明第一至第四方面中任一方面的第六方面中，该非磁性衬层至少具有一个堆叠结构，其由Cr-Mn类合金层和形成于其上的Cr-Ti类合金层构成。

在包括本发明第一至第六方面中任一方面的第七方面中，该非磁性衬层由非晶玻璃或者晶化玻璃形成。

在包括本发明第一至第六方面中任一方面的第八方面中，该非磁性衬层由单晶Si或者多晶Si形成。

在包括本发明第一至第八方面中任一方面的第九方面中，位于用于磁盘的该非磁性衬底上的该纹理具有大于或者等于750条/mm的线性密度。

在包括本发明第一至第九方面中任一方面的第十方面中，该方向调整层由至少一层合金形成，该至少一层合金是从由Co-W类合金、Co-Mo类合金、Co-Ta类合金、Co-Nb类合金、Ni-Ta类合金、Ni-Nb类合金、Fe-W类合金、Fe-Mo类合金和Fe-Nb类合金构成的组中选出的。

在包括本发明第一至第十方面中任一方面的第十一方面中，该非磁性中间层由至少一层合金形成，该至少一层合金是从由Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt类合金构成的组中选出的。

在包括本发明第一至第十一方面中任一方面的第十二方面中，该非磁性中间层具有一个堆叠结构，该堆叠结构由一层至少一种合金和形成于其上的一层Ru或者Ru合金构成，该至少一种合金是从由Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt类合金构成的组中选出的。

在包括本发明第一至第十二方面中任一方面的第十三方面中，该磁性层含有从由Co-Cr-Pt类合金、Co-Cr-Pt-Ta类合金、Co-Cr-Pt-B类合金、Co-Cr-Pt-B-Ta类合金和Co-Cr-Pt-B-Cu类合金构成的组中选出的一种或者多种合金。

在包括本发明第一至第十三方面中任一方面的第十四方面中，该方向调整层的第一表面经受将其暴露于含有氧气大于或者等于5×10^-4Pa的周围气体中的处理。

本发明的第十五方面提供了一种磁记录和再现设备，包括本发明的第一至第十四方面中任一所述的磁记录介质以及能够使得信息记录在该磁记录介质上并且从该磁记录介质中再现的磁头。

本发明的磁记录介质包括方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层，它们依次堆叠在非磁性衬底上，该非磁性衬底在其第一表面上提供有纹理并且用于磁盘，其中该非磁性衬层形成为至少包括一层Cr-Mn类合金的结构。这种特定的构造导致表现出以圆周方向作为易磁化轴的强的磁各向异性和磁记录介质的特性的增强。结果，就可以获得适宜高记录密度，富于磁各向异性以及记录性能出色的磁记录介质和磁记录和再现设备。

结合下面的附图，由这里给出的描述，本发明的上述和其它的目的、特征和优点对本领域所属技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

图1是用于示出本发明的磁记录介质的一个优选实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的磁记录介质构造为具有方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层，它们依次堆叠在非磁性衬底上，在该非磁性衬底的第一表面提供有纹理，并且用于磁盘，该磁记录介质的特征在于，为该非磁性衬层提供这样的结构：至少包含由Cr-Mn类合金形成的层并且具有以圆周方向作为易磁化轴的磁各向异性。

图1是示出本发明的磁记录介质的一个实施例的示意图，其中附图标记1表示非磁性衬底，2表示方向调整层，3表示非磁性衬层，4表示非磁性中间层，5表示磁性层以及6表示保护层。各层1到6不必限制为单层结构，作为另外的选择，可以具有由多层形成的堆叠结构。

作为非磁性衬底1，可以使用由通过用Ni-P类合金层电镀铝合金而获得的非磁性金属形成的衬底，例如前述的铝衬底，以及由非磁性的非金属材料形成的衬底，例如非晶玻璃或者晶化玻璃，或者单晶Si或者多晶Si。对于非晶玻璃，可以采用一般用途的碱石灰玻璃、铝硼硅酸盐(aluminoborosilicate)玻璃和铝硅酸盐玻璃。然后，作为晶化玻璃，可以使用锂类晶化玻璃。在上面列举的其它玻璃中，使用具有均匀的固态属性例如硬度的非晶玻璃在使给定的第一表面经受均匀的纹理处理时是有利的。

非磁性衬底1的第一表面使得能够在其上形成纹理，例如，利用包装带(该包装带使用不挥发的抛光粉)，或者通过使用游离的抛光粉进行的纹理处理。形成于第一表面的条纹最好沿衬底的圆周方向延伸。其第一表面具有条纹的所述衬底的平均表面粗糙度Ra在0.05到1nm范围内，最好在0.1到0.5nm范围内。

如果平均表面粗糙度Ra不足0.05nm，那么这个不足将导致衬底过于平坦并且减小了提高磁性层5的磁各向异性的效果。相反，如果平均表面粗糙度Ra超过1nm，那么这个超过将导致介质表面的平坦度的劣化并且导致在记录和再现过程期间磁头的飞行高度难于降低。

纹理的线性密度最好为7500条/mm或者更多。该线性密度是以非磁性衬底1的径向确定的。该线形密度规定为7500条/mm或者更多是因为条纹的效果通过磁性(例如增强抗磁力的效果)以及记录和再现性能(例如增强SNR的效果)反映出来。当该线形密度增加到20000条/mm或者更多时，上面提及的效果还会显著增加。

例如，该条纹最好由使用不挥发的抛光粉的包装带来形成，或者通过使用游离的抛光粉进行机械的纹理处理形成。

方向调整层2用来校正形成于其第一表面上的非磁性衬层3的晶体取向，调整非磁性中间层4和进一步形成其上的磁性层5的晶体取向以及增强磁性层5沿圆周方向的磁各向异性。方向调整层2不仅调整晶体取向而且执行细微精化(refine)非磁性衬层3、非磁性中间层4和磁性层5中的晶粒的功能。

尽管用于方向调整层2的材料不受特别限制，但是这一层最好使用从由Co-W类合金、Co-Mo类合金、Co-Ta类合金、Co-Nb类合金、Ni-Ta类合金、Ni-Nb类合金、Fe-W类合金、Fe-Mo类合金和Fe-Nb类合金组成的组中选出的至少一种合金。使用含Fe₇W₆结构的合金被认为能够增加该磁性膜沿圆周方向的磁各向异性。

方向调整层2可以在其中引入具有辅助效果的元素。作为可被引入的该元素的一个具体的例子，可以引入Ti、V、Cr、Mn、Zr、Hf、Ru、B、Al、Si和P。增加的元素的总含量最好为20at％或者更少。如果所述总含量超过20at％，那么这个过量将导致方向调整层的前述效果的劣化。该总含量的下限是0.1at％。如果总含量不足0.1at％，那么这个不足将导致所增加的元素的效果的无效。

方向调整层2最好具有1到30nm范围内的厚度。如果方向调整层2的厚度不足1nm，那么这个不足将导致非磁性衬层3不能获得充分的晶体取向并且劣化了其抗磁力。如果方向调整层的厚度超过30nm，那么这个过量将导致该磁性膜沿圆周方向的磁各向异性的劣化。为了增强该磁性膜沿圆周方向的磁各向异性，方向调整膜的厚度最好在2到10nm范围内。

在方向调整层2和非磁性衬底1之间形成一个为增强粘性以Ti、Cr等作为主要成分的层是有利的。尽管用于如此介入的该层的材料不受特别限制，但是可以采用Ti、Cr、Cr-Ti类合金、Cr-Mo类合金和Cr-Ta类合金。在这种合金系统中，第二元素的含量优选在10到60at％范围内。

在形成方向调整层2后，通过将这一层暴露到氧气气氛中而氧化其第一表面是有利的。为此目的使用的氧气气氛最好为含5×10^-4Pa或者更多的氧气的气氛。在这种暴露中使用的气体可以在其保持与水接触的时候使用。这个暴露的持续时间优选在0.5到15秒范围内。例如，该方向调整膜最好在其刚形成时就从所述室内取出并且暴露到周围气氛或者氧气气氛中。另外，采用这种方法也是有利的：保持刚形成的膜不从所述室内取出、把周围的空气或者氧气引入该室内并且在使该膜暴露其中。实施室内的暴露的方法证明是特别有利的，因为它避免了一定要从真空室内取出该膜的复杂的步骤，并且使得该膜的形成能够在包括形成非磁性衬层3和磁性层5在内的一个连续的成膜序列中完成。在这种情况下，该气氛最好在1×10^-6Pa或者更少的极限程度真空中包括5×10^-4Pa或者更多的氧气。顺便提及，在暴露到氧气的过程中，氧气压力的上限最好为5×10^-2Pa或者更少，尽管该暴露可以在空气压力下实施。

非磁性衬层3为至少包含Cr-Mn类合金层的结构。在Cr-Mn类合金中的Mn含量最好在可得到体心立方结构(BCC结构)的1到60at％范围内，并且更好是在5到40at％范围内。如果该含量不足1at％，那么这个不足将导致不会带来显著的增强磁各向异性的效果。相反，如果该含量超过60at％，那么这个过量将导致BCC结构的比率降低以及抗磁力的劣化。为了增加Cr-Mn类合金层的晶格常数，采取引入Mo、W、V、Ti等以增大Cr-Mn类合金层的晶格常数并且使得此合金的晶格常数与非磁性中间层4和磁性层5中的Co合金的晶格常数匹配的措施证明是有利的。从实施磁记录介质的晶体的精化和增强SNR性能的观点来看，添加B是有利的。

非磁性衬层3的Cr-Mn类合金层的晶体取向最好使(100)晶面作为取向的优选晶面。结果，因为使非磁性衬层3上所形成的磁性层5的Co合金的晶体取向更强地指示(11·0)，这种选择带来增强磁性特性例如抗磁力的效果，并且提高了记录和再现特性，例如，提高了SNR。

顺便说，在该晶面的表示中的符号“·”表示的是代表晶面的MillerBravais指数的缩写形式。具体地，在表示晶面时，在例如Co的六边形系统中，通常使用四个指数(hkil)。在这些指数中，指数“i”定义为i＝-(h+k)。在缩写形式中，这个“i”部分表示为(hk·l)。

优选采用非磁性衬层3使之能够获得堆叠结构，其至少包括Cr-Mn类合金层和形成其上的Cr-Mo类合金层。在该堆叠结构中可以用Cr-Ti类合金层，Cr-W类合金层或者Cr-V类合金层取代Cr-Mo类合金层。

为了增强非磁性中间层4的晶格常数和磁性层5的晶格常数的匹配状态，最好在非磁性衬层3和非磁性中间层4之间形成从由Cr-Mo类合金层、Cr-Ti类合金层、Cr-W类合金层和Cr-V类合金层组成的组中选出的至少一层。结果，这个改善的晶格匹配带来了增强磁性特性例如抗磁力以及增强记录和再现性能例如SNR的效果，因为使形成于非磁性衬层3上的非磁性中间层4和磁性层5的Co合金的晶体取向更强地指示了(11·0)。

尽管用于非磁性中间层4的材料不受特别限制，但是优选的是具有Co作为主要成分并且呈现六角密堆结构(HCP结构)的Co合金。该材料优选包含从由例如Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt合金组成的组中选出的一种合金。当选择Co-Cr类合金时，从增强SNR的角度看，Cr含量最好在25到45at％范围内。从实现精化磁记录介质的晶体和增强SNR性能的观点来看，添加B证明是有利的。从增强SNR的观点看，非磁性中间层4的厚度优选在0.5到3nm的范围内。

在非磁性Co合金层上形成由Ru组成或者由具有Ru作为主要成分组成的非磁性合金层是更有利的。这种堆叠导致抗磁力的增强。

磁性层5优选由这样的材料制成，该材料构成以Co作为其主要成分的Co合金，其具有与直接位于下面的非磁性中间层4的例如(100)晶面十分令人满意地匹配的晶格，并且呈现HCP结构。它优选包含从由例如Co-Cr-Ta类、Co-Cr-Pt类、Co-Cr-Pt-Ta类、Co-Cr-Pt-B-Ta类和Co-Cr-Pt-B-Cu类合金组成的组中选出的任何一种合金。

对于例如Co-Cr-Pt类合金，从提高SNR的角度看，Cr的含量优选在8到28at％范围内，Pt的含量优选在8到18at％范围内。

对于例如Co-Cr-Pt-B类合金，从提高SNR的角度看，Cr的含量优选在8到28at％范围内，Pt的含量优选在8到18at％范围内，B的含量优选在1到20at％范围内。

对于例如Co-Cr-Pt-B-Ta类合金，从提高SNR的角度看，Cr的含量优选在8到25at％范围内，Pt的含量优选在8到18at％范围内，B的含量在1到20at％范围内，而Ta含量在1到4at％范围内。

对于例如Co-Cr-Pt-B-Cu类合金，从提高SNR的角度看，Cr的含量优选在8到28at％范围内，Pt的含量优选在8到18at％范围内，B的含量在1到20at％范围内，而Cu含量在1到8at％范围内。

从热起伏的观点看，磁性层5的厚度不会产生问题，只要它大于或者等于10nm。然而，从需要高记录密度的观点看，它最好小于或者等于30nm。如果这个厚度超过30nm，那么这个过量将导致磁性层5的晶粒直径的增大并且导致这一层不能获得令人满意的记录和再现性能。磁性层5可以形成为多层结构，并且其中的材料可以是从上述组选出的各种材料的适当的组合。

保护层6可由任意一种已知的材料例如碳、SiC和SiN的单质以及具有这些单质作为其主要成分的材料制成。从在磁记录介质用在高记录密度的情形中要减小磁间隔(magnetic spacing)以及保证耐用性的角度看，保护层的厚度优选在1到10nm范围内。磁间隔指的是磁头的读写设备和磁性层5之间的距离。电磁变换性能在所述磁间隔变窄时会相应地增强。顺便说，保护层构成增宽磁间隔的一个因素，因为它介于磁头的读写设备和磁性层5之间。

保护层6可以可选地由润滑层覆盖，该润滑层由氟类润滑剂例如全氟聚醚(perfluoropolyether)形成。

本发明的磁记录介质的磁性层5，在剩余磁化量的磁各向异性的指数(沿圆周方向的剩余磁化量/沿径向的剩余磁化量)大于或者等于1.3优选大于或者等于1.5时，能够获得增强磁性例如抗磁力的效果以及增强记录和再现性能例如SNR和例如孤立反相信号(isolated inversion signal)的半功率宽度(PW50)的效果。磁各向异性的指数能够用样品振动磁力计(sample vibration magnetometer，SVM)来测量。

现在描述本发明所实现的产品的方法的一个例子。

作为非磁性衬底1，采用由用Ni-P类合金层电镀铝合金得到的非磁性金属形成的衬底或者由包括非晶玻璃或者晶化玻璃、或者单晶Si或者多晶Si的非磁性非金属材料形成的衬底。对于非晶玻璃，一般用途的碱石灰玻璃、铝硼硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃是可用的。作为晶化玻璃，可以使用锂类晶化玻璃。在上面提及的其它玻璃中，使用具有均匀的固态性能包括硬度的非晶玻璃是特别有利的，因为它能够使给定的第一表面经过均匀的纹理处理。

非磁性衬底1的平均表面粗糙度Ra小于或者等于2nm，优选小于或者等于1nm。

第一表面的微小波痕(Minute wave，Wa)优选小于或者等于0.3nm(更优选小于或者等于0.25nm)。为磁头飞行的稳定起见，使用这样的衬底是有利的，在该衬底的端面的斜切部分(chamfered part)和侧向部分的任一部分或者两部分具有平均表面粗糙度Ra小于或者等于10nm(优选小于或者等于9.5nm)。微小波痕(Wa)可以被确定为在80μm的测量范围内使用表面粗糙度测试仪P-12(由KLM-Tencor K.K.制造)测得的平均表面粗糙度。

在开始，非磁性衬底1的第一表面经过纹理处理，以在第一表面形成线性密度大于或者等于7500条/mm的条纹。通过利用不挥发的抛光粉和/或游离的抛光粉进行的机械处理(有时称作“机械纹理处理”)，使例如玻璃衬底的第一表面沿圆周方向产生纹理，以在前表面形成具有线性密度大于或者等于7500条/mm的纹理。该纹理处理这样实现：例如，对着衬底的第一表面按压研磨带直到紧密接触、把包含抛光粉的磨粉浆送进衬底和研磨带之间的界面，并且旋转该衬底以及同时送进研磨带。衬底的旋转可以以200到1000rpm的速度完成。磨粉浆的送进速度可以在10到100ml/min的范围内。研磨带的送进速度可以在1.5到150mm/min的范围内。磨粉浆中包含的抛光粉的D90微粒直径(在累积质量等于90质量％时形成的微粒直径的大小)可以在0.05到0.3μm的范围内。施加在该带上的压力可以在1到15kgf(9.8到147N)的范围内。这些条件优选这样设置，以保证形成线性密度大于或者等于7500条/mm(更优选大于或者等于20000条/mm)的纹理。

在其第一表面上形成有纹理的玻璃衬底1的平均表面粗糙度Ra在0.05到1nm(0.5到10)范围内并且优选在0.1到0.5nm(1到5)范围内。

该纹理处理可以在振荡存在时实施。用在这里的术语“振荡”指的是保持该带处于沿衬底的圆周方向运动并且同时沿衬底的径向摇动该带的操作。用于该振荡的条件优选在每分钟摆动60到1200次。

作为实施该纹理处理的方式，可以使用包括形成具有线性密度大于或者等于7500条/mm的纹理的方法。除了上述借助于机械纹理的方法外，使用不挥发的抛光粉的方法，使用固定磨石的方法，以及借助于激光处理的方法都是可用的。

作为形成膜的方式，可以使用普通的溅射法。这种溅射的条件例如确定如下。使用于所述形成过程的腔室被抽真空，直到真空度达到10^-4到10^-7Pa范围内的水平。将其第一表面形成有纹理的非磁性衬底1放到该腔室内并且将作为溅射气体的Ar气引入该腔室，使之在其中放电，以通过溅射实现膜的形成。这里，所提供的电力在0.05到2.0kW范围内。通过调整放电的持续时间和所提供的电力能够获得所期望的膜厚。

在非磁性衬层3和磁性层5内的晶体取向能够通过加热该非磁性衬底1而增强。非磁性衬底1的加热温度优选在100到400℃范围内。此外，这个加热更优选在方向调整膜已经形成之后执行。

在非磁性衬底1上，通过溅射工艺，使用由方向调整层2的材料制成的溅射靶，形成方向调整层2。作为溅射靶，使用从由Co-W类合金、Co-Mo类合金、Co-Ta类合金、Co-Nb类合金、Ni-Ta类合金、Ni-Nb类合金、Fe-W类合金、Fe-Mo类合金和Fe-Nb类合金组成的组中选择的至少一种合金的层是有利的。方向调整层2可以添加一种具有辅助效果的元素。作为适用于这种添加元素的具体例子，可以引入Ti、V、Cr、Mn、Zr、Hf、Ru、B、Al、Si和P。添加的元素的总含量优选小于或者等于20at％。如果该总含量超过20at％，那么这个过量将导致上述方向调整膜的效果的降低。该总含量的下限是0.1at％。如果总含量不足0.1at％，那么这个不足将导致添加元素的效果的无效。

方向调整层2的厚度优选在1到30nm范围内。如果方向调整膜的厚度不足1nm，那么这个不足将导致非磁性衬层3不能获得令人满意的晶体取向以及抗磁力的降低。如果方向调整膜的厚度超过30nm，那么这个过量将导致磁性膜沿圆周方向的磁各项异性不可避免的降低。为了增强磁性膜沿圆周方向的磁各项异性，该方向调整膜的厚度更优选为2到10nm范围内。

为了增强粘性，在方向调整层2和非磁性衬底1之间介入具有例如Ti和Cr作为其主要成分的一层是有利的。尽管用于介入层的材料不受特别限制，但是Ti、Cr、Cr-Ti类合金、Cr-Mo类合金和Cr-Ta类合金是这种材料的优选例子。在这些合金系统中第二元素的含量优选在10到75at％范围内。

在该制造方法中引入将该方向调整层2(方向调整膜)的第一表面暴露到氧气气氛中的步骤是值得推荐的。该暴露优选在含有大于或者等于5×10^-4Pa的氧气的气氛中实施。用于该暴露的气体可以用于与水保持接触。该暴露的持续时间优选在0.5到15秒范围内。例如，制得的方向调整膜在将其从该腔室中取出后优选将其暴露到周围气氛或者氧气气氛中。另外，把该膜留在该室内并且引入周围空气或者氧气到该室内而将制得的膜进行暴露的方法证明是有利的。尤其，执行室内的暴露的方法证明是特别有利的，因为它避免了从该真空室内取出该膜的复杂步骤的必要性并且因而使得该膜的形成在包括非磁性衬层3和磁性层5的形成的连续成膜过程中实施。在这种情形中，该气氛在真空的极限程度小于或者等于10^-6Pa时优选包含大于或者等于5×10^-4Pa的氧气。至于在暴露于氧气的过程中的氧气压力的上限，尽管可以使该暴露处于大气压力之下，但是氧气压力最好小于或者等于5×10^-2Pa。

在形成方向调整层2后，通过溅射法形成非磁性衬层3，该非磁性衬层3具有包含至少Cr-Mn类合金层的结构。Cr-Mn类合金的Mn含量最好在1到60at％范围内，更好在5到40at％范围内。为了增加晶格常数，Cr-Mn类合金层可以添加例如Mo、W、V和Ti。然后，添加B和Si对于精化晶体是有效的，并且从提高磁记录介质的SNR性能的观点来看证明是有利的。

非磁性衬层3的厚度最好在0.5到15nm范围内。如果方向调整膜的厚度不足0.5nm，那么这个不足将导致非磁性衬层3不能获得充分的晶体取向以及抗磁力的降低。如果方向调整膜的厚度超过15nm，那么这个过量将导致该磁性膜沿圆周方向的磁各项异性不可避免的劣化。

为了增强非磁性中间层4和磁性层5之间的晶格常数的匹配状况，在非磁性衬层3和非磁性中间层4之间形成从由Cr-Mo类合金层、Cr-Ti类合金层、Cr-W类合金层和Cr-V类合金层组成的组中选出的至少一层合金是有利的。该插入层带来增强磁性特性例如抗磁力以及增强记录性能例如SNR的效果，因为它能够使得形成于非磁性衬层3上的非磁性中间层4和磁性层5中的Co合金显示出更强的趋向(11·0)的晶体取向。

在形成非磁性衬层3后，类似地非磁性中间层4通过溅射法形成，其中使用用于非磁性Co合金层的以Co作为主要成分的材料形成的溅射靶。该非磁性中间层4最好包括从由Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt类合金组成的组中选出的任何一种合金。当选择Co-Cr类合金时，从增强SNR的观点来看，Cr的含量最好在25到45at％范围内。此外，添加B对精化晶体是有效的并且从增强磁记录介质的SNR性能的观点来看是有利的。从增强SNR的观点看，非磁性中间层4的厚度最好在0.5到3nm范围内。

在非磁性Co合金层上单独地使用Ru或者以Ru作为主要成分而形成非磁性合金层是有利的。

在形成非磁性中间层4之后，类似地，利用由磁性层5的材料制成的溅射靶，通过溅射法形成厚度为5到40nm的磁性层5。该溅射靶包含从由Co-Cr-Pt类合金、Co-Cr-Pt-B类合金、Co-Cr-Pt-B-Ta类合金和Co-Cr-Pt-B-Cu类合金组成的组中选出的任何一种合金是有利的。对于例如Co-Cr-Pt类合金，从增强SNR的观点看，将Cr含量确定在8到28at％范围内和Pt含量在8到18at％范围内是有利的。对于例如Co-Cr-Pt-B类合金，从增强SNR的观点看，将Cr含量确定在8到18at％范围内，Pt含量在8到18at％范围内和B含量在1到20at％范围内是有利的。对于例如Co-Cr-Pt-B-Ta类合金，从增强SNR的观点看，将Cr含量确定在8到25at％范围内、Pt含量在8到18at％范围内、B含量在1到20at％范围内和Ta含量在1到4at％范围内是有利的。对于例如Co-Cr-Pt-B-Cu类合金，从增强SNR的观点看，将Cr含量确定在8到28at％范围内、Pt含量在8到18at％范围内、B含量在1到20at％范围内和Cu含量在1到8at％范围内是有利的。

从热起伏的观点来看，磁性层5的厚度最好大于或者等于10nm。从高记录密度的要求来看，最好小于或者等于30nm。如果该厚度超过30nm，那么这个过量将不可避免地导致磁性层5的晶粒直径的增加以及阻止了令人满意的记录和再现性能的获得。磁性层5可以形成为多层结构。用于这种结构的材料可以通过组合从上述合金组中适当选择的合金来获得。当选择该多层结构时，从提高记录和再现性能中的SNR性能的观点看，非磁性衬层3最好由Co-Cr-Pt-B-Ta类合金或者Co-Cr-Pt-B-Cu类合金或者Co-Cr-Pt-B类合金直接覆盖形成。从提高记录和再现性能中的SNR性能的观点看，最上面的层优选由Co-Cr-Pt-B-Cu类合金或者Co-Cr-Pt-B类合金形成。

在形成磁性层5之后，使用已知方法例如溅射法、等离子体CVC法或它们的组合中的任何一种方法，形成保护膜，例如以碳作为主要成分的保护膜。

此外，可选地，可以以浸渍法或者旋涂法，将氟类润滑剂例如全氟聚醚涂布到保护膜的第一表面，以此在该保护膜上形成润滑膜。

通过将本发明的磁记录介质与用于在磁性记录介质中记录和再现信息的磁头相结合，能够制得具有卓越性能的磁记录和再现设备。

例1

使用MYG公司制造的、以MEL-3为指定商标出售的非晶玻璃衬底作为非磁性衬底。该玻璃衬底测得外径为65mm、内径为20mm并且板厚为0.635mm。

使这个玻璃衬底经过机械纹理处理。机械纹理处理的条件如下。使用的浆含有具有0.12μm的D90的钻石抛光粉。在该处理之前，该浆以50ml/min的速率逐滴添加2秒钟。使用由聚酯制成的机织织物作为研磨带。该研磨带以75mm/min的速度馈送。该盘的旋转频率为600rpm。磁盘以120次/min的速率振动。施加到该带上的压力是2.0kgf(19.6N)。处理的持续时间为10秒。当用Digital Instrument Corp.制造的、以“AFM”为指定商标出售的仪器来测试制得的玻璃衬底的第一表面时，发现该玻璃衬底具有0.3nm的平均粗糙度Ra并且包含具有线性密度为29000条/mm的纹理。

彻底清洗这个衬底并且干燥它，然后置于DC磁控管溅射设备中(由日本的Anelva公司制造，以“C3010”的产品代码出售)。在抽空该设备直到最终真空度达到2×10^-7Torr(2.7×10^-5Pa)时，使用由Cr形成的靶在正常的室温下沉积一个方向调整膜，达到1nm的厚度，并且随后使用由Co-W合金形成的靶在正常的室温下沉积Co-W合金(Co：45at％，W：55at％)，达到1nm的厚度。

之后，将该衬底加热到250℃。在该加热之后，将其暴露到0.05Pa的氧气中保持5秒钟。作为非磁性衬层，使用由Cr-Mn合金(Cr：70at％，Mn：30at％)制成的靶沉积厚度为6nm的该合金。作为非磁性中间层，使用由Co-Cr合金(Co：65at％，Cr：35at％)制成的靶沉积厚度为2nm的该合金。作为磁性层，使用由Co-Cr-Pt-B合金(Co：60at％，Cr：20at％，Pt：13at％，B：7at％)制成的靶沉积厚度为17nm的磁性Co-Cr-Pt-B合金层。在该磁性层上沉积厚度3nm的保护膜(碳)。在成膜过程中的Ar压力定为3m Torr(0.4Pa)。通过浸渍法，涂布由全氟聚酯(perfluoropolyester)制成的润滑剂形成厚度2nm的润滑层。

之后，通过使用滑行测试计和以确定滑行高度在0.3μin作为测试条件来实施滑行测试(glide test)。使用读写分析器(由Guzik公司制造并且以“RWA 2550”的指定商标出售)测试通过滑行测试的磁记录介质的记录和再现性能。如此测试的记录和再现性能包括TAA(再现信号输出)、PW50(孤立反相信号的半功率宽度)和SNR(信噪比)。为了评估记录和再现性能，使用合成的薄膜磁性记录磁头，该磁头设置在具有大磁致电阻(GMR)元件的再现部分。用于测试的噪音是当在该介质上写入343.5FCl的图案信号时记录的位于1MHz和相当于515.3kFCl的频率之间的积分噪音。再现输出在343.5kFCl时测试并且当SNR＝20×log(再现输出/在1MHz和相当于515.3kFCl之间记录的积分噪音)时计算该再现输出。为了确定抗磁力(Hc)，使用Ker效果型磁性测试计(由Hitachi ElectronicEngineering K.K.制造并且以“RO1900”的产品代码出售)。为了测量磁各项异性的指数，使用VSM(由日本的Riken Denshisha K.K.制造，以“BHV-35”的指定商标出售)。测试结果示于下面的表1中。

                                                 表1

	非磁性衬层				磁性		记录和再现性能
											第一层		第二层		抗磁力	各项异性指数	再现输出	PW50	SNR
例	成分at％	厚度nm	成分at％	厚度nm	Oe		mV	nsec	dB
										1	Cr-30Mn	5	无		4070	1.39	1.70	4.20	17.2
2	Cr-5Mn	5	Cr-20Mo	1	3870	1.32	1.69	4.22	17.4
										3	Cr-10Mn	5	Cr-20Mo	1	3920	1.54	1.73	4.19	17.8
4	Cr-20Mn	5	Cr-20Mo	1	4050	1.62	1.77	4.15	17.9
										5	Cr-30Mn	5	Cr-20Mo	1	4120	1.71	1.78	4.16	18.1
6	Cr-40Mn	5	Cr-20Mo	1	4240	1.68	1.69	4.16	18.0
										7	Cr-60Mn	5	Cr-20Mo	1	3810	1.47	1.62	4.21	17.1
8	Cr-30Mn-2B	5	Cr-20Mo	1	4060	1.58	1.74	4.18	18.1

9	Cr-30Mn-2Si	5	Cr-20Mo	1	4030	1.49	1.71	4.20	17.8
										10	Cr-30Mn-2Ta	5	Cr-20Mo	1	4030	1.53	1.73	4.19	17.8
11	Cr-28Mn-2Mo	5	Cr-20Mo	1	4120	1.70	1.79	4.16	18.0
										12	Cr-25Mn-5Mo	5	Cr-20Mo	1	4120	1.55	1.67	4.15	18.0
比较例
										1	Cr-20Mo	6	无		4280	1.24	1.71	4.20	16.7
2	Cr	5	Cr-20Mo	1	3990	1.17	1.64	4.29	16.9
										3	Cr-80Mn	5	Cr-20Mo	1	2480	1.06	1.41	4.40	15.3

例2到12：

在改变非磁性衬层的成分为表1所示的各种成分的同时，按照例1中的步骤实施相关的处理。

比较例1到3：

在改变非磁性衬层的成分为表1所示的各种成分的同时，按照例1的步骤实施相关的处理。

表1示出了在例1到12以及比较例1到3中实施的磁性(抗磁力和磁各项异性的指数)以及记录和再现性能的测试结果。

例1包括使用单个Cr-Mn合金层作为非磁性衬层的情形。例2到7包括使用由Cr-Mn合金层和Cr-Mo合金层形成的堆叠结构的情形。这些例子总是表明磁各项异性的指数高于1.3并且在记录和再现性能方面是出色的。

例9到12包括使用由添加了第三元素的Cr-Mn合金层以及Cr-Mo合金层形成的堆叠结构的情形。它们表明磁各项异性的指数在1.5到1.7范围内，表现出强的磁各项异性，并且在记录和再现性能方面是出色的。

比较例1和2包括非磁性衬层不含Cr-Mn合金层的情形。比较例1包括单个Cr-Mo合金层的情形。然后，比较例2包括使用由Cr层和Cr-Mo合金层形成的双层结构的情形。比较例3包括使用具有Mn含量为80at％的Cr-Mn合金层的情形。它们产生总是不足1.3的磁各项异性指数并且显示记录和再现性能总是比上述例1到12所获得的要差。

因而，本发明的磁记录介质使方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层依次堆叠在非磁性衬底上，该非磁性衬底在其第一表面上具有纹理并且用于磁盘，其特征在于，该非磁性衬层含有由Cr-Mn类合金形成的至少一层。由于这种特定的结构，因此能够表现出以圆周方向作为易磁化轴的强的磁各项异性并增强磁记录介质的特性。因此，本发明能够制造适用于高记录密度的磁记录介质。

工业实用性

根据本发明，由上述磁记录介质和用于记录和再现该磁记录介质中的信息的磁头组成的该磁记录和再现设备使得在该磁记录介质中的磁信号的记录和再现能够以高密度实现并具有出色的记录性能。

Claims (15)

1.一种磁记录介质，其包括依次堆叠在非磁性衬底上的方向调整层、非磁性衬层、非磁性中间层、磁性层和保护层，该非磁性衬底在其第一表面上设置有纹理并且用于磁盘，其中该非磁性衬层含有至少一层由Cr-Mn类合金形成的层，并且具有沿其圆周方向的易磁化轴的磁各项异性。

2.如权利要求1所述的磁记录介质，其中剩余磁化量的磁各项异性具有大于或者等于1.3的指数，该指数是沿圆周方向的剩余磁化量除以沿径向的剩余磁化量。

3.如权利要求1或者2所述的磁记录介质，其中形成该非磁性衬层的至少一部分的该Cr-Mn类合金层具有在1到60at％范围内的Mn含量。

4.如权利要求1或者2所述的磁记录介质，其中形成该非磁性衬层的至少一部分的该Cr-Mn类合金层具有在5到40at％范围内的Mn含量。

5.如权利要求1至4中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性衬层至少具有一个堆叠结构，其由Cr-Mn类合金层和形成于其上的Cr-Mo类合金层构成。

6.如权利要求1至4中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性衬层至少具有一个堆叠结构，其由Cr-Mn类合金层和形成于其上的Cr-Ti类合金层构成。

7.如权利要求1至6中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性衬层由非晶玻璃或者晶化玻璃形成。

8.如权利要求1至6中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性衬层由单晶Si或者多晶Si形成。

9.如权利要求1至8中任一项所述的磁记录介质，其中位于用于磁盘的该非磁性衬底上的该纹理具有大于或者等于750条/mm的线性密度。

10.如权利要求1至9中任一项所述的磁记录介质，其中该方向调整层由至少一层合金形成，该至少一层合金是从由Co-W类合金、Co-Mo类合金、Co-Ta类合金、Co-Nb类合金、Ni-Ta类合金、Ni-Nb类合金、Fe-W类合金、Fe-Mo类合金和Fe-Nb类合金构成的组中选出的。

11.如权利要求1至10中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性中间层由至少一层合金形成，该至少一层合金是从由Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt类合金构成的组中选出的。

12.如权利要求1至11中任一项所述的磁记录介质，其中该非磁性中间层具有一个堆叠结构，该堆叠结构由至少一种合金形成的层和形成于其上的一层Ru或者Ru合金构成，该至少一种合金是从由Co-Cr类合金、Co-Cr-Ta类合金、Co-Cr-Ru类合金、Co-Cr-Zr类合金和Co-Cr-Pt类合金构成的组中选出的。

13.如权利要求1至12中任一项所述的磁记录介质，其中该磁性层含有从由Co-Cr-Pt类合金、Co-Cr-Pt-Ta类合金、Co-Cr-Pt-B类合金、Co-Cr-Pt-B-Ta类合金和Co-Cr-Pt-B-Cu类合金构成的组中选出的一种或者多种合金。

14.如权利要求1至13中任一项所述的磁记录介质，其中该方向调整层的第一表面经过暴露于含有大于或者等于5×10^-4Pa的氧气的周围气体中的处理。

15.一种磁记录和再现设备，包括如权利要求1至14中任一项所述的磁记录介质以及能够使得信息记录在该磁记录介质上并且从该磁记录介质中再现信息的磁头。

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