專利名稱：磁記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于高密度記錄的磁記錄介質(zhì)及其制造方法。
背景技術(shù)：
伴隨著信息處理技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，對(duì)于用于計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)裝置的磁盤裝置要具有高密度化的要求日漸增高。為滿足該需要，作為磁記錄介質(zhì)要求具有的特性，例如磁記錄介質(zhì)的高S/Nm(輸出對(duì)介質(zhì)干擾的比)化及提高熱穩(wěn)定性。要降低介質(zhì)干擾，則需要例如使形成磁性層的磁性顆粒的細(xì)微化及削弱磁性顆粒間的磁性相互作用。
作為使磁性顆粒微小化的方法，以往提出有在磁記錄層的CoCr合金中添加Ta，Nb，B，P等的方法。另外，為獲得高矯頑力(Hc)，一般要在磁記錄層的CoCr合金中添加Pt。添加Cu也能形成低tMr(Mr表示殘留磁化)或具高矯頑力(Hc)的磁記錄層。為了削弱磁性顆粒間的磁性相互作用，有效的方法是通過提高構(gòu)成磁記錄層的CoCr合金的Cr含有量、并增加硼(B)的添加量來(lái)形成晶界，使磁性顆粒孤立化。
另外，提高作為磁記錄層的易磁化軸的C軸的面內(nèi)定向性也能降低介質(zhì)干擾。并且，以往還提出有使用與磁記錄層的CoCr合金的晶格大小相近的合適的Cr合金底層的技術(shù)，以及在磁記錄層與底層之間，形成與磁記錄層相比，能獲得高面內(nèi)定向性的由Co基合金構(gòu)成的中間層的技術(shù)等(S.Ohkijima et al，Digest of IEEE-Inter-Mag.，AB-03，1997)。
在面內(nèi)磁記錄介質(zhì)中，人們知道再生波形的脈沖寬度Pw50與作為介質(zhì)的靜磁特性的矯頑力Hc和殘留磁化Mr、磁性層膜厚t之間存在如下的關(guān)系a∝(t×Mr/Hc)1/2Pw50＝(2(a+d)2+(a/2)2)1/2
此處，d表示磁間隔。原理上，脈沖寬度越窄，其記錄再生信號(hào)的分辨率越高。因此，作為高密度記錄介質(zhì)，則希望其磁性膜盡量薄并且能夠產(chǎn)生盡量高的矯頑力。
然而，磁性顆粒如果進(jìn)一步趨向細(xì)微化和孤立化，則由于對(duì)應(yīng)記錄信號(hào)的線密度而帶來(lái)的消磁磁場(chǎng)及熱活性化的加強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)劣化的問題。以往，作為提高熱穩(wěn)定性的一般方法，一直采用加強(qiáng)各向異性磁場(chǎng)(Hk)的方法。但如果將各向異性磁場(chǎng)(Hk)的場(chǎng)強(qiáng)增加過大，則磁性顆粒的磁反轉(zhuǎn)所必需的磁頭的寫入磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)也會(huì)隨之增大，由此會(huì)導(dǎo)致磁頭的寫入性能變差。
另外，作為提高熱穩(wěn)定性的方法之一，提出了保磁型磁記錄介質(zhì)。保磁層由與磁性層(磁記錄層)的磁化方向相平行的軟磁性層構(gòu)成。該軟磁性層配置于磁性層的上方或下方。一般將Cr磁絕緣層設(shè)置在軟磁性層與磁性層之間。軟磁性層用于削弱磁性層寫入位的消磁性。但由于與磁性層連續(xù)交換耦合的軟磁記錄層的結(jié)合，不能達(dá)到磁性層顆粒反結(jié)合的目的。其結(jié)果會(huì)增大介質(zhì)干擾。
另一方面，特開2001-56924號(hào)中提出了一種磁記錄介質(zhì)其至少具有一種交換層結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該交換層結(jié)構(gòu)上的磁記錄層，交換層構(gòu)造包括強(qiáng)磁性層及設(shè)置于該強(qiáng)磁性層上的非磁性結(jié)合層，強(qiáng)磁性層與磁記錄層的磁化方向呈互為反向平行。在該磁記錄介質(zhì)中，當(dāng)從外部施加記錄磁場(chǎng)時(shí)，磁記錄層與強(qiáng)磁性層的磁化方向變?yōu)榛ハ嗥叫袪顟B(tài)，而后在未施加記錄磁場(chǎng)的殘留磁化狀態(tài)下，強(qiáng)磁性層的磁化方向反轉(zhuǎn)，與磁記錄層的磁化方向呈反向平行狀態(tài)。由于通過使強(qiáng)磁性層的磁化方向反轉(zhuǎn)可明顯增加整體的膜厚，因此，不會(huì)給磁記錄介質(zhì)的性能帶來(lái)不良影響，可實(shí)現(xiàn)提高寫入位的熱穩(wěn)定性、減弱介質(zhì)干擾、能進(jìn)行高可靠性的高密度記錄的磁記錄介質(zhì)。
上述交換層結(jié)構(gòu)的方法對(duì)于提高熱穩(wěn)定性、減弱介質(zhì)干擾很有效。在具有該交換層結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)中，為提高熱穩(wěn)定性，希望使磁記錄層與強(qiáng)磁性層的磁化方向呈反向平行狀態(tài)的交換結(jié)合磁場(chǎng)具有充分的強(qiáng)度。
專利文獻(xiàn)1特開2001-56922號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2001-56924號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種可增強(qiáng)磁記錄層和強(qiáng)磁性層的交換結(jié)合力，能進(jìn)一步提高位的熱穩(wěn)定性并能進(jìn)行高可靠性的高密度記錄的磁記錄介質(zhì)。
本發(fā)明目的之一提供一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于，具有由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層；配置在該強(qiáng)磁性層上的由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層；和配置在該非磁性結(jié)合層上的由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層；所述非磁性結(jié)合層中含有氮。
非磁性結(jié)合層通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成，在濺射過程中氮?dú)夥謮簭?qiáng)在6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍之內(nèi)。磁記錄層優(yōu)選由以Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt、B及Cu組成的組中選出的至少一種元素的一層以上的Co基合金層構(gòu)成。強(qiáng)磁性層優(yōu)選以Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt及B組成的組中選出的至少一種元素。
本發(fā)明目的之二提供一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于，具有非磁性基板；配置于該非磁性基板上的底層；配置于該底層上的非磁性中間層；配置于該非磁性中間層上的由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層；配置于該強(qiáng)磁性層上的由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層；配置于該非磁性結(jié)合層上的由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層，所述非磁性結(jié)合層中含有氮。
非磁性結(jié)合層通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成，在濺射過程中的氮?dú)夥謮簭?qiáng)在6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍之內(nèi)。底層優(yōu)選包括由Cr構(gòu)成的第1底層，和配置于該第1底層上的以Cr為主成分，并包含從由Mo、Ta、Ti、W及Va組成的組中選出的至少一種以上的元素的第2底層。
本發(fā)明目的之三提供一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟在基板上，通過濺射形成底層膜；在該底層上，通過濺射形成非磁性中間層膜；在該非磁性中間層上，通過濺射形成由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層膜；在該強(qiáng)磁性層上，通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層膜；在該非磁性結(jié)合層上，通過濺射形成由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層膜。
理想的是，在濺射過程中的氮?dú)夥謮簭?qiáng)為6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍內(nèi)進(jìn)行所述非磁性結(jié)合層的成膜。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式中磁記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)制造方法的流程圖。
圖3是表示交換結(jié)合磁場(chǎng)與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖。
圖4是表示磁記錄層的矯頑力與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖。
圖5是表示記錄密度為307kFCI的條件下S/Nm與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的與氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)及其制造方法的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的剖面圖。該磁記錄介質(zhì)具有層狀結(jié)構(gòu)，依次分為非磁性基板2、Cr密接層4、NiP晶種層6、第1底層8、第2底層10、非磁性中間層12、強(qiáng)磁性層14、含氮的Ru非磁性結(jié)合層16、磁記錄層18、保護(hù)層20及潤(rùn)滑層22。
非磁性基板2由例如A1、A1合金或玻璃構(gòu)成。對(duì)于該非磁性基板2實(shí)施或不實(shí)施網(wǎng)紋處理均可。該非磁性基板2上形成有25nm的Cr密接層4。該Cr密接層4上形成有25nm的NiP晶種層6。該NiP晶種層6上形成有4nm的由Cr構(gòu)成的第1底層8。該第1底層8上形成有3nm的由CrMo構(gòu)成的第2底層10。該第2底層10不限于CrMo的成分結(jié)構(gòu)，也可以是Cr為主要成分，并包含從Mo、Ta、Ti、W及Va組成的組中選出的至少一種以上的元素。
第2底層10上形成有1nm的由CoCrTa構(gòu)成的非磁性中間層12。該非磁性中間層12的設(shè)置，是為了促進(jìn)磁記錄層18的外延生長(zhǎng)、減小顆粒分布幅度及沿磁記錄介質(zhì)的記錄面的平行面的磁記錄層的易磁化軸的定向。該非磁性中間層12上形成有3nm的由CoCrPtB構(gòu)成的強(qiáng)磁性層14。該強(qiáng)磁性層14不限于所述組成，只要是以Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt及B組成的組中選出的至少一種元素即可。
強(qiáng)磁性層14上形成有0.8nm的由Ru構(gòu)成的非磁性交換結(jié)合層16。該Ru非磁性交換結(jié)合層16在Ar-N2混合氣體氣氛中經(jīng)濺射成膜。由此能使Ru中含微量氮(N)。Ru(N)非磁性交換結(jié)合層16上形成有17nm的由CoCrPtBCu構(gòu)成的磁記錄層18。該磁記錄層18不限于所述組成，也可以是Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt、B及Cu組成的組中選出的至少一種元素。另外，該磁記錄層18不限于單層結(jié)構(gòu)，具有多層結(jié)構(gòu)亦可。該磁記錄層18上形成有5nm的C保護(hù)層20。該保護(hù)層20上形成有潤(rùn)滑層22，該潤(rùn)滑層22為使磁記錄介質(zhì)的表面潤(rùn)滑的層，由有機(jī)潤(rùn)滑劑構(gòu)成。
圖2是表示所述磁記錄介質(zhì)制造步驟的流程圖。首先，在步驟10中進(jìn)行排氣，使濺射室內(nèi)的壓強(qiáng)下降到4×10-5Pa以下。然后在步驟11中將基板2加熱至220攝氏度后，導(dǎo)入Ar氣體使濺射室內(nèi)保持0.67Pa的壓強(qiáng)，進(jìn)行Cr密接層4的成膜(步驟12)和NiP晶種層6的成膜(步驟13)。
在步驟14中將基板2加熱至260攝氏度，然后進(jìn)行第1及第2底層8和10的成膜(步驟15)。在第2底層10上進(jìn)行CoCrTa非磁性中間層12的成膜(步驟16)，再進(jìn)行CoCrPtB強(qiáng)磁性層14的成膜(步驟17)。而后，將Ar-N2混合氣導(dǎo)入濺射室內(nèi)，進(jìn)行0.8nm的Ru(N)非磁性交換結(jié)合層16的成膜(步驟18)。在該非磁性交換結(jié)合層18的成膜時(shí)，改變氮?dú)夥謮簭?qiáng)，對(duì)交換結(jié)合磁場(chǎng)(Hex)、矯頑力(Hc)及S/Nm的氮?dú)夥謮簭?qiáng)依存關(guān)系進(jìn)行了測(cè)定。
然后，將Ar氣體導(dǎo)入濺射室內(nèi)，進(jìn)行17nm的CoCrPtBCu磁記錄層18的成膜(步驟19)，在步驟20中進(jìn)行5nm的C保護(hù)層20的成膜。接著，從濺射室內(nèi)取出基板2，在保護(hù)層20上涂敷有機(jī)潤(rùn)滑劑形成潤(rùn)滑層22(步驟21)。
圖3是表示交換結(jié)合磁場(chǎng)與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖。與未在交換結(jié)合層中添加氮的介質(zhì)相比，在交換結(jié)合層添加了氮的介質(zhì)中，隨著氮?dú)夥謮簭?qiáng)的升高，交換結(jié)合磁場(chǎng)(Hex)增強(qiáng)。
圖4是表示磁記錄層的矯頑力與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖?？煽闯鲇捎诘?dú)夥謮簭?qiáng)的增加使矯頑力趨于下降，在可獲得所希望矯頑力(Hc)為3000奧斯特(Oe)以上或3000×π/4(kA/m)以上的范圍內(nèi)，氮?dú)夥謮簭?qiáng)為3.7×10-2Pa以下。但矯頑力可通過選用磁記錄層18的最適宜材料，來(lái)彌補(bǔ)因添加氮?dú)庠斐傻膿p失。
圖5是表示記錄密度為307kFCI的條件下S/Nm與在交換結(jié)合層的成膜時(shí)的與氮?dú)夥謮簭?qiáng)的依存關(guān)系的圖。與未添加氮的情況相比，在氮?dú)夥謮簭?qiáng)上升的同時(shí)S/Nm增大，在氮?dú)夥謮簭?qiáng)為6.7×10-3Pa以上的情況下，可獲得14.5dB以上的S/Nm。如圖4和圖5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，非磁性交換結(jié)合層16成膜時(shí)的氮?dú)夥謮簭?qiáng)優(yōu)選處于6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，可增強(qiáng)磁記錄層與強(qiáng)磁性層之間的交換結(jié)合力，提高位的熱穩(wěn)定性，提供具有高S/Nm的磁記錄介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于具有由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層；配置在該強(qiáng)磁性層上的由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層；和配置在該非磁性結(jié)合層上的由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層；所述非磁性結(jié)合層中含有氮。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述非磁性結(jié)合層通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成，在濺射過程中氮?dú)夥謮簭?qiáng)在6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍之內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述磁記錄層由以Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt、B及Cu組成的組中選出的至少一種元素的一種以上的Co基合金層構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述強(qiáng)磁性層以Co為主要成分，并包含從由Cr、Pt及B組成的組中選出的至少一種元素。
5.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于具有非磁性基板；配置于該非磁性基板上的底層；配置于該底層上的非磁性中間層；配置于該非磁性中間層上的由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層；配置于該強(qiáng)磁性層上的由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層；和配置于該非磁性結(jié)合層上的由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層，所述非磁性結(jié)合層中含有氮。
6.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述非磁性結(jié)合層通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成，在濺射過程中的氮?dú)夥謮簭?qiáng)在6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍之內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述底層包括由Cr構(gòu)成的第1底層，和配置于該第1底層上的以Cr為主成分，并包含從由Mo、Ta、Ti、W及Va組成的組中選出的至少一種以上的元素的第2底層。
8.一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟在基板上，通過濺射形成底層膜；在該底層上，通過濺射形成非磁性中間層膜；在該非磁性中間層上，通過濺射形成由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層膜；在該強(qiáng)磁性層上，通過在Ar-N2混合氣體氣氛中進(jìn)行濺射而形成由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層膜；在該非磁性結(jié)合層上，通過濺射形成由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層膜。
9.如權(quán)利要求8所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于在濺射過程中的氮?dú)夥謮簭?qiáng)為6.7×10-3～3.7×10-2Pa的范圍內(nèi)進(jìn)行所述非磁性結(jié)合層的成膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁記錄介質(zhì)及其制造方法。該磁記錄介質(zhì)包括由Co基合金材料構(gòu)成的強(qiáng)磁性層和配置于強(qiáng)磁性層上的由Ru或Ru基合金材料構(gòu)成的非磁性結(jié)合層和配置于非磁性結(jié)合層上的由Co基合金材料構(gòu)成的磁記錄層。非磁性結(jié)合層由于是在Ar－N
文檔編號(hào)G11B5/65GK1639774SQ0380566
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者村尾玲子, 鄉(xiāng)家隆志, 貝津功剛, 菊池曉 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社