专利名称：磁记录介质、其制造方法及磁记录再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于硬盘驱动器或类似装置中的磁记录介质、用于制造该磁记录介质的方法、以及磁记录和再现装置。本发明尤其涉及一种其中减少了介质噪声的磁记录介质、用于制造该磁记录介质的方法、以及磁记录和再现装置。
背景技术：
目前，作为一种磁记录和再现装置的硬盘驱动器(HDD)的记录密度正以每年60％的速率增长，并且预计这种趋势还在继续。
希望用于硬盘驱动器中的磁记录介质具有增大的记录密度，从而就要求记录介质具有增大的矫顽力和减少的噪声。
用于硬盘驱动器中的主流磁记录介质具有这样的结构，其中通过溅射将金属膜层叠在磁记录介质衬底上。
用作磁记录介质衬底的衬底包括铝衬底和玻璃衬底，其得到广泛使用。这样形成通常采用的铝衬底，通过化学镀在镜面抛光的Al-Mg合金衬底上形成一层厚度为约10μm的NiP膜，并镜面抛光表面。对于玻璃衬底，采用无定形玻璃衬底和玻璃-陶瓷衬底。在使用任一种玻璃衬底前都对其进行镜面抛光。
目前，通常用于硬盘驱动器中的磁记录介质具有这样的结构，其中在非磁性衬底上依次形成非磁性底涂层(例如，NiAl合金、Cr、或Cr合金)、非磁性中间层(例如，CoCr合金或CoCrTa合金)、磁性层(例如，Co-Cr-Pt-Ta基合金或Co-Cr-Pt-B基合金)、以及保护层(例如碳)，其中保护层被润滑层覆盖。
为了提高记录密度，有必要在高频率记录期间提高SNR(信噪比)。Kenneth，E.J.在JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 2000年第87卷第9期5365页发表的文章“Magnetic materials and structures for thin-filmrecording media”中阐述了，为了改善SNR，有必要使记录层(磁性层)中的晶体颗粒的直径较小并均匀。
然而，当将记录层(磁性层)中的晶体颗粒的直径制成很小并均匀以改善SNR时，晶体颗粒的体积变得更小，并且晶体颗粒的热稳定性差。这在Sharat Batra等人在IEEE Trans.Magn.1999年第35卷第5期2736页发表的文章“Temperature Dependence of Thermal Stability inLongitudinal Media”中得到公开。
作为对该问题的一个解决办法，日本未审查专利申请第一次公开2001-56921已经提出一种磁记录介质，其中在由钌等制成的非磁性耦合层的上面和下面分别形成磁性层，并使这些磁性层的磁化方向彼此相反并平行。
在该磁记录介质中，由于两个磁性层的磁化方向彼此相反，参与磁记录和再现的部分比整个记录层充分薄。从而可以改善SNR。另一方面，在整个记录层中的晶体颗粒的体积变大；从而可以改善热稳定性。
采用这种技术的介质一般称之为AFC介质(反铁磁性耦合介质)或SFM(合成亚铁磁性介质)。在这里，简单地将其称作AFC介质或介质。
在日本未审查专利申请第一次公开2001-56921中公开的磁记录介质中，在非磁性耦合层的上面和下面各形成一磁性层以将其夹在中间。在该磁记录介质中，在非磁性衬底侧形成的磁性层是铁磁性层。该铁磁性层由Co、Ni、Fe、Ni基合金、Fe基合金、Co基合金(包含CoCrTa、CoCrPt以及CoCrPtM)中的至少一种的材料制成。并且，符号M表示B、Mo、Nb、Ta、W、Cu或含有这些元素的合金。
然而，在常规记录介质中，难以充分地减少介质噪声地以响应增大的记录密度。
本发明基于上述完成，从而本发明的一个目的是，提供一种可以充分减少介质噪声的磁记录介质、一种制造该磁记录介质的方法、以及一种包括该磁记录介质的磁记录和再现装置。
发明内容
本发明的发明人已经进行了深入研究以解决这些问题，并且发现，通过采用CoCrZr合金作为第一磁性层，可以降低介质噪声并实现高记录密度。本发明基于该发现完成。
(1)解决这些问题的第一发明是一种磁记录介质，其以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、以及保护层，其中所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合；以及所述第一磁性层由CoCrZr合金制成。
(2)解决这些问题的第二发明是一种磁记录介质，其以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、非磁性耦合层、第三磁性层、以及保护层，其中所述第三磁性层与所述第二磁性层反铁磁性耦合；所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合；以及所述第一磁性层由CoCrZr合金制成。
(3)解决这些问题的第三发明是如发明(1)或(2)所述的磁记录介质，其中所述第一磁性层包括5～22原子％的Cr和1～10原子％的Zr。
(4)解决这些问题的第四发明是如发明(1)至(3)中任一所述的磁记录介质，其中所述第一磁性层的厚度在0.5～10nm的范围中。
(5)解决这些问题的第五发明是如发明(1)至(4)中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性耦合层由选自于Ru、Rh、Ir、Cr、Re、Ru基合金、Rh基合金、Ir基合金、Cr基合金、以及Re基合金中的至少一种制成；以及所述非磁性耦合层的厚度在0.5～1.5nm的范围中。
(6)解决这些问题的第六发明是如发明(1)至(5)中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性底涂层具有多层结构，包括由Cr制成的层或由Cr基合金制成的层，所述Cr基合金包括Cr和选自于Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si及V中的至少一种。
(7)解决这些问题的第七发明是如发明(1)至(6)中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性底涂层具有多层结构，包括含有NiAl基合金、RuAl基合金、以及Cr基合金中的一种的层；其中所述Cr基合金包括Cr和Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si及V中的至少一种。
(8)解决这些问题的第八发明是如发明(1)至(7)中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性衬底是玻璃衬底和硅衬底之一。
(9)解决这些问题的第九发明是如发明(1)至(8)中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性衬底包含由Al、Al合金、玻璃以及硅中的一种制成的衬底；在所述衬底上，由NiP或NiP合金制成的膜被形成。
(10)解决这些问题的第十发明是如发明(1)至(9)中任一所述的磁记录介质，其中所述第二磁性层由CoCrTa基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金和CoCrPtBM基合金中的至少一种制成(其中，M表示Ta和Cu中的至少一种)。
(11)解决这些问题的第十一发明是如发明(2)至(9)中任一所述的磁记录介质，其中所述第二磁性层和所述第三磁性层由CoCrTa基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金以及CoCrPtBM基合金中的至少一种制成(其中M表示Ta和Cu中的至少一种)。
(12)解决这些问题的第十二发明是一种制造磁记录介质的方法，所述磁记录介质以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层以及保护层；其中所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合，其中所述方法包括如下步骤，其中由CoCrZr合金制成所述第一磁性层。
(13)解决这些问题的第十三发明是一种制造磁记录介质的方法，所述磁记录介质以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、非磁性耦合层、第三磁性层、以及保护层；所述第三磁性层与所述第二磁性层反铁磁性耦合；以及所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合，其中所述方法包括如下步骤，其中由CoCrZr合金制成所述第一磁性层。
(14)解决这些问题的第十四发明是一种磁记录和再现装置，包括如权利要求(1)至(11)中任一所述的磁记录介质、以及用于在所述磁记录介质中记录信息并从所述磁记录介质再现信息的磁头。
图1为示出本发明磁记录介质的第一实施例的截面图；图2为示出本发明磁记录介质的第二实施例的截面图；图3为示出本发明磁记录介质的第三实施例的截面图；图4为示出本发明磁记录介质的第四实施例的截面图；图5为示出本发明磁记录介质的第五实施例的截面图；图6用于解释Hex测量方法；图7为示出根据本发明的示例磁记录和再现装置的示意图。
具体实施例方式
图1示意性地示出了本发明磁记录介质的第一实施例。在如图1所示的磁记录介质中，以如下顺序在非磁性衬底1上依次层叠非磁性底涂层2、第一磁性层3、非磁性耦合层4、第二磁性层5、保护层6、以及润滑层7。
图2示意性地示出了本发明磁记录介质的第二实施例。在如图2所示的磁记录介质中，以如下顺序在非磁性衬底1上依次层叠非磁性底涂层2、第一磁性层3、第一非磁性耦合层4、第二磁性层5、第二非磁性耦合层8、第三磁性层9、保护层6、以及润滑层7。
非磁性衬底1优选为其上包括NiP或NiP基合金膜的Al衬底或Al合金衬底。
非磁性衬底1的实例还包括由非金属材料制成的衬底，例如玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳或树脂。还可以使用由这样的非金属材料制成、并在该非金属材料上包含一层NiP膜或NiP基合金膜的衬底。
尤其是，非磁性衬底1优选为这样的衬底，其由选自Al、Al合金、玻璃以及硅中的一种制成、并包括NiP膜或NiP合金膜。
从表面平面度方面考虑，非金属材料优选为玻璃或硅。尤其是，从成本和耐久性方面考虑，更优选使用玻璃衬底。可以用作非磁性衬底的玻璃材料的实例包括无定形玻璃和玻璃陶瓷。
无定形玻璃的实例包括通常使用的苏打石灰玻璃、铝硼硅酸盐(aluminoborosilicate)玻璃和硅铝酸盐玻璃。玻璃陶瓷的实例包括含锂的玻璃陶瓷。
陶瓷衬底的实例包括主要含有通常使用的氧化铝、氮化硅或类似化合物的烧结产品，及其纤维强化产品。
在磁记录和再现装置中，为了提高记录密度，需要降低磁头的浮动高度。因此，非磁性衬底1需要具有改善的表面平面度。具体地说，非磁性衬底1需要具有的表面平均粗糙度(Ra)为2nm或更小，优选为1nm或更小。
非磁性衬底1优选为具有纹理槽(texturing groove)，这通过在其表面上进行纹理化工艺来形成。优选实施纹理化工艺，从而非磁性衬底1的表面平均粗糙度在0.1nm～0.7nm的范围中，(更优选为在0.1nm～0.5nm的范围中，最优选为在0.1nm～0.35nm的范围中)。从增强磁记录介质圆周方向的磁各向异性方面考虑，优选在非磁性衬底1的基本圆周方向上形成纹理槽。
非磁性衬底1优选具有0.3nm或更小的表面微小波度(Wa)(更优选为0.25nm或更小)。
从磁头的浮动稳定性方面考虑，非磁性衬底1的端表面和侧表面的至少一个倒角部分(chamfer section)优选具有10nm或更小的表面平均粗糙度(Ra)(更优选为9.5nm或更小)。
表面微小波度(Wa)可以由例如表面平均粗糙度仪(P-12，美国KLM-Tencor的产品)确定为在80μm的范围内测量的表面平均粗糙度值。
在非磁性衬底1上形成非磁性底涂层2。非磁性底涂层2可以是一层结构，也可以是包括多个层的多层结构。
非磁性底涂层2可以由含有Cr和Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si和V中至少一种的Cr合金制成。非磁性底涂层2还可以由Cr制成。
当非磁性底涂层2具有多层结构时，构成非磁性底涂层2的层中的至少一层可以由Cr合金或Cr制成。
非磁性底涂层2优选由NiAl基合金、RuAl基合金以及Cr合金中的至少一种制成，所述Cr合金中含有Cr及Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si和V中的至少一种。
当非磁性底涂层2具有多层结构时，构成非磁性底涂层2的层中的至少一层可以由NiAl基合金、RuAl基合金和Cr合金中的至少一种制成。
具有单层结构的非磁性底涂层2的厚度优选为在1～40nm的范围中(更优选为3～15nm)。如果非磁性底涂层2的厚度小于1nm，则晶体生长不充分。如果其超过40nm，则晶体颗粒太大，从而导致介质噪声增大。
非磁性底涂层2优选具有多层结构。如果非磁性底涂层2具有多层结构，则晶体是定向的，并且其电磁转换特征得到改善。
当形成具有多层结构的非磁性底涂层2时，构成非磁性底涂层2的层的厚度可以在1～40nm的范围中(更优选为3～15nm)。如果该层的厚度小于1nm，则晶体生长不充分。相反，如果其超过40nm，则晶体颗粒太大，从而导致介质噪声增大。
具有多层结构的非磁性底涂层2的总厚度可以在3～150nm的范围中。
第一磁性层3由CoCrZr基合金制成。在第一磁性层3中，从SNR方面考虑，Cr的含量优选为在5～22原子％的范围中，而Zr的含量优选为在1～10原子％的范围中。
第一磁性层3的厚度优选为在0.5～10nm的范围中(更优选为0.5～5nm)。如果厚度小于0.5nm，则晶体外延生长不充分，从而不能获得足够的矫顽力。相反，如果厚度超过10nm，其中未发生反铁磁性耦合的部分增大了介质噪声。
制造第一磁性层3的CoCrZr基合金可以包括其它具有辅助效果(例如，增强定向，减少颗粒尺寸)的元素。所述其它元素的实例包括选自Ti、V、Mn、Hf、Ru、B、Al、Si和W中的一种或多种。其它元素的总含量优选为10原子％或更少。如果总含量超过10原子％，则效果减弱(增强定向或减少颗粒尺寸)。如果其含量小于0.1原子％，则效应同样减弱。因此，更优选将总含量控制在0.1～10原子％的范围中。
非磁性耦合层4和8优选由选自Ru、Rh、Ir、Cr、Re、Ru基合金、Rh基合金、Ir基合金、Cr基合金和Re基合金中的一种制成。
由于这些材料具有大交换能常数，当非磁性耦合层由这些材料之一制成时，可能使磁性层(位于非磁性耦合层的上方和下方)的磁化方向趋于这样的条件，在所述条件中，磁化方向彼此相反且相互平行。
尤其是，由于Ru在这些材料中具有最大的耦合能系数，因此优选在非磁性耦合层4和8中使用Ru。
耦合能系数表示磁性层(位于非磁性耦合层的上方和下方)之间的交换相互作用的强度。非磁性耦合层优选具有更大的耦合能系数。
非磁性耦合层4和8的厚度优选为在0.5～1.5nm的范围中(更优选在0.6～1.0nm的范围中)。如果非磁性耦合层4和8的厚度在这个范围之内，则非磁性耦合层4和8具有足够的反铁磁性耦合。
上述非磁性耦合层没有被用于到如图1所示的非磁性耦合层4中，而是可以被用于如图2所示的第一和第二非磁性耦合层4和8中。
第二和第三磁性层可以由不同于CoCrZr基合金的材料制成，例如含有Co作为主要组分并具有hcp结构的Co合金。
具体是，第二和第三磁性层可以由选自CoCrTa基合金、CoCrPt基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金、CoCrPtBTa基合金、CoCrPtBCu基合金、CoRuTa基合金、以及CoCrPtBM基合金(其中，M为Ta和Cu中的至少一种)中的一种或多种合金制成。
在这些材料中，优选使用选自CoCrTa基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金和CoCrPtBM基合金(其中，M为Ta和Cu中的至少一种)中的至少一种。
当将CoCrPt基合金用于第二和第三磁性层时，从SNR方面考虑，Cr含量优选为在10～25原子％的范围中，而Pt含量优选为在8～16原子％的范围中。
当使用CoCrPtB基合金时，从SNR方面考虑，Cr含量优选为在10～25原子％的范围中，Pt含量优选为在8～16原子％的范围中，而B含量优选为在1～20原子％的范围中。
当使用CoCrPtBTa基合金时，从SNR方面考虑，Cr含量优选为在10～25原子％的范围中，Pt含量优选为在8～16原子％的范围中，B含量优选为在1～20原子％的范围中，而Ta含量优选为在1～4原子％的范围中。
当使用CoCrPtBCu基合金时，从SNR方面考虑，Cr含量优选为在10～25原子％的范围中，Pt含量优选为在8～16原子％的范围中，B含量优选为在1～20原子％的范围中，而Cu含量优选为在1～4原子％的范围中。
在如图1所示的包括两个磁性层(即，第一磁性层3和第二磁性层5)的磁记录介质中，从热稳定性特征方面考虑，第二磁性层5的厚度优选为10nm或更大。从高记录密度方面考虑，第二磁性层5的厚度优选为40nm或更小。这是因为，如果该厚度超过40nm，就不能得到满意的记录和再现特征。
在如图2所示的包括三个磁性层(即，第一至第三磁性层3、5和9)的磁记录介质中，为了改善第二磁性层5与第一磁性层3之间的反铁磁性耦合强度、以及第二磁性层5与第三磁性层9之间的反铁磁性耦合强度，第二磁性层5的厚度优选为2～15nm。
从热稳定性特征方面考虑，第三磁性层9的厚度优选为10nm或更大。从高记录密度方面考虑，第三磁性层9的厚度优选为40nm或更小。这是因为，如果该厚度超过40nm，就不能得到满意的记录和再现特征。
每一个磁性层(第一至第三磁性层3、5和9)可以具有包括多个层的多层结构。当磁性层具有多层结构时，可以将用于第一到第三磁性层的材料用于构成多层结构的层。
在本发明中，为了促进非磁性底涂层2的外延生长，可以在非磁性衬底1和非磁性底涂层2之间形成由金属材料制成的取向调节层。
制成取向调节层的材料的实例包括CoW基合金、CoMo基合金、CoTa基合金、CoNb基合金、NiP基合金、NiTa基合金、FeMo基合金、FeW基合金、ReW基合金、ReMo基合金、RuW基合金和RuMo基合金。
可以对取向调节层进行表面处理，其中允许表面与氧气和含氧的气体(例如空气)接触。从非磁性底涂层2的外延生长方面考虑，取向调节层的厚度优选为在5～50nm的范围中。
图3示出了本发明的包括取向调节层的磁记录介质的一个实施例。磁记录介质在非磁性衬底1和非磁性底涂层2之间包括取向调节层10。
另外，为了改善非磁性衬底1和取向调节层10之间的粘附力，可以在非磁性衬底1和取向调节层10之间形成粘合层。
粘合层可以由Cr、Ta、Ti和W中的至少一种制成。从粘附力和产率方面考虑，粘合层的厚度优选为在1～100nm的范围中(更优选为在5～80nm的范围中，最优选为在7～70nm的范围中)。
图4示出了本发明的包括粘合层的磁记录介质的另一实施例。磁记录介质在非磁性衬底1和取向调节层10之间包括粘合层11。
为了改善第一磁性层3的外延生长，可以在非磁性底涂层2和第一磁性层3之间形成非磁性中间层。当形成非磁性中间层时，可以获得改善磁特征(例如矫顽力)和记录-再现特征(例如SNR)的效果。
非磁性中间层可以由Co和Cr制成。当非磁性中间层由CoCr基合金制成时，从提高SNR方面考虑，Cr含量优选为在25～45原子％的范围中。从提高SNR方面考虑，非磁性中间层的厚度优选为在0.5～3nm的范围中。
图5示出了本发明的包括非磁性中间层的磁记录介质的又一实施例。磁记录介质在非磁性底涂层2和第一磁性层3之间包括非磁性中间层12。
保护层6可以由公知作为保护层的材料制成，例如碳和SiC。
从在提高记录密度时的空号损耗、以及介质的耐久性方面考虑，保护层6的厚度优选为在1～10nm的范围中。
在保护层6上，可以根据需要形成由含氟润滑剂(例如全氟聚醚)制成的润滑层7。
本发明的记录介质是AFC介质，其中，可以将被提供在非磁性耦合层上方和下方的多个磁性层的磁化方向调节为彼此相反并平行。
换句话说，在本发明的磁记录介质中，第二磁性层5可以与第一磁性层3反铁磁性耦合。此外，第三磁性层9可以与第二磁性层5反铁磁性耦合，而第二磁性层5可以与第一磁性层3反铁磁性耦合。
可以使用Hex(交换耦合强度)或J(交换连接系数)作为表示反铁磁性耦合强度的指数。
Hex优选为500(Oe)或更大，J优选为0.2尔格/cm2或更大。
并且，1尔格/cm2＝0.001J/m2，1Oe≈79.577475A/m，以及1emu/cc≈12.5664×10-4Wb/m2。
将Hex定义为，当测量矫顽磁场强度并形成局部磁滞回线时，从局部磁滞回线中心到0的磁场强度。
Hex越大，磁性层之间(被提供在非磁性耦合层的上方和下方)的磁耦合越强，并且它们越稳定。
图6示出了局部磁滞回线的一个实例。参考图6，对用于形成局部磁滞回线的一种方法进行了说明。
首先，使磁场强度从0(Oe)增大到最大测量磁场强度(例如，10,000(Oe))(图6，步骤1→2→3)。
随后，使磁场反转，然后允许磁场强度从最大测量数值(例如，10,000(Oe))开始减小。磁场强度逐渐减小，并且然后磁场强度突然下降，从而磁化线形成曲线。之后，进一步使磁场强度下降到某一数值(例如，-3,000(Oe))，该数值比磁场强度再次突然开始下降处的磁场强度大1,000(Oe)(图6，步骤4→5→6)。随后，磁场再次反转，使磁场强度从在磁场发生反转处的某一数值(例如，-3,000(Oe))增大到最大测量数值(例如，10,000(Oe))(图6，步骤7→1→2→3)。通过这些步骤得到的磁滞曲线就是局部磁滞回线。
J通过下列公式计算J＝Hex×Ms1×t1其中，Ms1表示第一磁性层3的饱和磁化强度(emu/cc)，t1表示第一磁性层3的厚度。Ms1可以通过局部磁滞回线获得。
下面，将描述用于制造本发明磁记录介质的方法的一个实例。
如果必要，对非磁性衬底1的表面进行纹理化工艺。对于纹理化工艺，可以采用利用研磨带的机械纹理化。
纹理化工艺可以与振荡同时进行。“振荡”处理指的是，当研磨带在非磁性衬底1上以圆周方向移动时，使研磨带在非磁性衬底1的径向上振荡的操作。振荡速度优选为60～1,200周期/分，从而非磁性衬底1的表面得到均匀抛光。
除利用研磨带的机械纹理化工艺以外，还可以采用利用固定磨料的纹理化方法、利用固定研磨轮的纹理化方法、激光处理等。
优选这样进行纹理化工艺，使得在非磁性衬底1的表面上形成线密度为7500线/毫米或更高的槽。
当完成冲洗非磁性衬底1后，将非磁性衬底1放置在膜形成装置的室内。根据需要将非磁性衬底1加热到100～400℃。
通过溅射(例如，DC或RF磁控管溅射)，在非磁性衬底1上形成非磁性底涂层2、第一磁性层3、非磁性耦合层4、第二磁性层5(或非磁性底涂层2、第一磁性层3、第一非磁性耦合层4、第二磁性层5、第二非磁性耦合层8和第三磁性层9)。
可以采用下列溅射操作条件以形成这些层。
将非磁性衬底1放置在室内，对该室抽真空，使真空度在1×10-4～1×10-7Pa的范围中。向室内注入溅射气体(例如Ar)，并进行放电。供给的电功率优选为0.2～2.0kW。通过控制放电时间和供给的电功率，可以调节形成的膜的厚度。
具体是，可以例如通过下列工艺制造本发明的磁记录介质。
在非磁性衬底1上，采用溅射靶(例如Cr、Cr合金、NiAl基合金或RuAl基合金)形成厚度为3～15nm的非磁性底涂层2。
然后，采用CoCrZr基合金形成厚度为0.5～5nm的第一磁性层3。
随后，采用溅射靶(例如Ru、Rh、Ir、Cr、Re、Ru基合金、Rh基合金、Ir基合金、Cr基合金或Re基合金)形成厚度为0.5～1.5nm(更优选为0.6～1.0nm)的非磁性耦合层4。
随后，采用溅射靶(例如CoCrTa基合金、CoCrPt基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金、CoCrPtBTa基合金、CoCrPtBCu基合金或CoRuTa基合金)形成厚度为10～40nm的第二磁性层5。
之后，通过常规公知的方法(例如溅射、等离子体CVD)制造保护层6。
在保护层6上，如果必要，可以通过常规公知的方法(例如旋涂或浸渍)形成润滑层7。
当在制造非磁性底涂层2之前，在非磁性衬底1与非磁性底涂层2之间形成取向调节层10时，利用选自于构成取向调节层10的材料的溅射靶形成取向调节层10。
当在制造取向调节层10之前，在非磁性衬底1与取向调节层10之间形成粘合层11时，可以使用选自于构成粘合层11的材料的溅射靶形成粘合层11。
由于磁记录介质包括由CoCrZr基合金制成的第一磁性层，从而可以减少介质噪声。
该磁记录介质具有这样的特征，其中CoCrZr基合金只用作第一磁性层，所述第一磁性层在多个磁性层中是位置最接近非磁性衬底的层。
例如，在如图1所示的磁记录介质中，在两个磁性层，即第一磁性层3和第二磁性层5中，只有第一磁性层3由CoCrZr基合金制成。在如图2所示的磁记录介质中，在三个磁性层，即第一磁性层3、第二磁性层5和第三磁性层9中，只有第一磁性层3由CoCrZr基合金制成。
因此，在本发明的磁记录介质中可以减少介质噪声。相反，在包括除第一磁性层以外的由CoCrZr基合金制成的磁性层的磁记录介质中，介质噪声增大。
由于该磁记录介质是AFC介质，其中磁性层反铁磁性耦合，因此热稳定性得到改善。
图7示出了根据本发明的示例磁记录和再现装置。
如图7所示的磁记录和再现装置包括磁记录介质20、用于使磁记录介质20旋转的介质驱动部件21、用于在磁记录介质20上记录信息和从其再现信息的磁头22、用于相对于磁记录介质20移动磁头22的磁头驱动部件23、以及记录再现信号处理系统24。
记录再现信号处理系统24这样配置，从而对来自外部的数据进行处理以向磁头22传送记录信号，以及对来自磁头22的再现信号进行处理以向外部传输数据。
对于磁头22，可以采用适合于用作高记录密度的磁头，例如这样的磁头，其不仅包括基于各向异性磁阻效应(AMR)的磁阻元件(MR)作为再现元件，还包括基于巨磁阻效应(GMR)的巨磁阻元件(GMR)作为再现元件。记录密度可以通过采用GMR元件来提高。
由于磁记录和再现装置采用包括由CoCrZr基合金制成第一磁性层的磁记录介质，从而可以减少介质噪声。
实例下面，将参考实例说明本发明的效果。
实例1在由Al制成的衬底(外径95mm，内径25mm，以及厚度1.270mm)的表面上，通过化学镀形成一层NiP膜(厚度12μm)。随后，对NiP膜表面进行纹理化工艺，制备出表面平均粗糙度(Ra)为0.5nm的非磁性衬底。
将制备的非磁性衬底放置在直流磁控管溅射装置(C3010，日本ANELVA的产品)中，将腔内抽真空到2×10-7托(2.7×10-5Pa)，随后，将非磁性衬底加热到250℃。
在非磁性衬底上形成非磁性底涂层。非磁性底涂层具有多层结构，包括由Cr制成的第一层(厚度5nm)和由CrMo合金(Cr80原子％和Mo20原子％)制成的第二层(厚度3nm)，其中将第二层形成在第一层上。
在非磁性底涂层的第二层上形成由CoCrZr合金(Co75原子％，Cr20原子％，以及Zr5原子％)制成的第一磁性层(厚度2nm)。
在第一磁性层上形成由Ru制成的非磁性耦合层(厚度0.8nm)。
在非磁性耦合层上形成由CoCrPtB合金(Co60原子％，Cr22原子％，Pt12原子％，以及B6原子％)制成的第二磁性层(厚度20nm)。
之后，在第二磁性层上形成由碳制成的保护层(厚度5nm)。
在形成每一层时，使用Ar作为溅射气体，并将其气压调节到3毫托。
随后，将含有全氟聚醚的润滑剂施加到保护层的表面，以形成润滑剂层(厚度2nm)，从而制备磁记录介质。
实例2以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co81原子％，Cr14原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例3以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co79原子％，Cr16原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例4
以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co77原子％，Cr18原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例5以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co73原子％，Cr22原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例6以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co71原子％，Cr24原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例7以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co79原子％，Cr20原子％，以及Zr1原子％)制成。
实例8以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co77原子％，Cr20原子％，以及Zr3原子％)制成。
实例9以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co73原子％，Cr20原子％，以及Zr7原子％)制成。
实例10以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co71原子％，Cr20原子％，以及Zr9原子％)制成。
实例11
以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co69原子％，Cr20原子％，以及Zr11原子％)制成。
实例12以与实例1相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZrB合金(Co73原子％，Cr20原子％，Zr5原子％，以及B2原子％)制成。
对比实例1以与实例1相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCr合金(Co80原子％以及Cr20原子％)制成。
对比实例2以与实例1相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrTa合金(Co75原子％，Cr20原子％，以及Ta5原子％)制成。
对比实例3以与实例1相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第二磁性层由CoCrZr合金(Co75原子％，Cr20原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例13通过对玻璃衬底(外径65mm，内径20mm，以及厚度0.635mm)进行纹理化工艺，制备出表面平均粗糙度(Ra)为0.3nm的非磁性衬底。
将制备的非磁性衬底放置在直流磁控管溅射装置(C3010，日本ANELVA的产品)中，将腔内抽真空到2×10-7托(2.7×10-5Pa)。
在非磁性衬底上，形成由CoW合金(Co50原子％和W50原子％)制成的取向调节层(厚度5nm)，随后将其加热到250℃。
之后，将取向调节层的表面暴露在氧气中。将氧气压和暴露时间分别控制为0.05Pa和5秒。
在取向调节层上形成由CrTiB合金(Cr82原子％，Ti16原子％，以及B2原子％)制成的非磁性底涂层在非磁性底涂层上形成由CoCrZr合金(Co81原子％，Cr14原子％，以及Zr5原子％)制成的第一磁性层(厚度2nm)。
在第一磁性层上形成由Ru制成的非磁性耦合层(厚度0.8nm)。
在非磁性耦合层上形成由CoCrPtB合金(Co60原子％，Cr22原子％，Pt12原子％，以及B6原子％)制成的第二磁性层(厚度20nm)。
之后，形成由碳制成的保护层(厚度5nm)。
在形成每一层时，使用Ar作为溅射气体，并将其气压调节到3毫托。
随后，将含有全氟聚醚的润滑剂施加到保护层的表面，以形成润滑剂层(厚度2nm)，从而制备出磁记录介质。
实例14以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co87原子％，Cr8原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例15以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co85原子％，Cr10原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例16以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co83原子％，Cr12原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例17以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co79原子％，Cr16原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例18
以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co77原子％，Cr18原子％，以及Zr5原子％)制成。
实例19以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co85原子％，Cr14原子％，以及Zr1原子％)制成。
实例20以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co83原子％，Cr14原子％，以及Zr3原子％)制成。
实例21以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co79原子％，Cr14原子％，以及Zr7原子％)制成。
实例22以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co77原子％，Cr14原子％，以及Zr9原子％)制成。
实例23以与实例13相同的方式制备磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrZr合金(Co75原子％，Cr14原子％，以及Zr11原子％)制成。
对比实例4以与实例13相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCr合金(Co86原子％和Cr14原子％)制成。
对比实例5以与实例13相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrTa合金(Co81原子％，Cr14原子％，以及Ta5原子％)制成。
实例24在由Al制成的衬底(外径95mm，内径25mm，以及厚度1.270mm)的表面上，通过化学镀形成一层NiP膜(厚度12μm)。随后，对NiP基合金膜的表面进行纹理化工艺，制备出表面平均粗糙度(Ra)为0.5nm的非磁性衬底。
将制备的非磁性衬底放置在直流磁控管溅射装置(C3010，日本ANELVA的产品)中，将腔内抽真空到2×10-7托(2.7×10-5Pa)，随后，将非磁性衬底加热到250℃。
在非磁性衬底上形成非磁性底涂层。非磁性底涂层具有多层结构，包括由Cr制成的第一层(厚度5nm)和由CrMo合金(Cr80原子％和Mo20原子％)制成的第二层(厚度3nm)，其中在第一层之上形成第二层。
在非磁性底涂层的第二层上形成由CoCrZr合金(Co75原子％，Cr20原子％，以及Zr5原子％)制成的第一磁性层(厚度2nm)。
在第一磁性层上形成由Ru制成的第一非磁性耦合层(厚度0.8nm)。
在第一非磁性耦合层上形成由CoCrPtB合金(Co69原子％，Cr22原子％，Pt5原子％，以及B4原子％)制成的第二磁性层(厚度4nm)。
在第二磁性层上形成由Ru制成的第二非磁性耦合层(厚度0.8nm)。
在第二非磁性耦合层上形成由CoCrPtB合金(Co60原子％，Cr22原子％，Pt12原子％，以及B6原子％)制成的第三磁性层(厚度15nm)。
之后，形成由碳制成的保护层(厚度5nm)。
在形成每一层时，使用Ar作为溅射气体，并将其气压调节到3毫托。
随后，将含有全氟聚醚的润滑剂施加到保护层的表面，以形成润滑剂层(厚度2nm)，从而制备出磁记录介质。
对比实例6以与实例24相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCr合金(Co80原子％和Cr20原子％)制成。
对比实例7以与实例24相同的方式制备对比磁记录介质，区别在于，第一磁性层由CoCrTa合金(Co75原子％和Cr20原子％，Ta5原子％)制成。
通过使用滑动测试仪(glide tester)，对在上述实例和对比实例中所制备的每个磁记录介质进行滑动测试，其中将滑动高度调节为0.3微英寸(1英寸≈25.4mm)。通过使用读写分析仪RWA 1632(美国GUZIK的产品)对通过测试的记录介质进行记录再现特征方面的进一步调查。
在电磁转换特征(轨迹平均振幅总和(TAA)、50％脉冲宽度(PW50)、SNR和重写(OW))等方面对记录再现特性进行研究。
采用包括巨磁阻(GMR)元件作为读出部分的复合薄膜磁记录头对记录再现特征进行评估。
通过测量从1MHz到当写入500kFCI的图形信号时产生的对应于500kFCI的频率之间的积分噪声，对噪声进行评估。将读取输出调节到250kFCI，并通过下列公式计算SNRSNR＝20×log(读取输出/从1MHz到对应于500kFCI的频率之间的积分噪声)。
利用克尔效应磁特征分析仪(RO1900，日本Hitachi ElectronicsEngineering的产品)确定矫顽力(Hc)和矩形比(S*)。
结果如表1-1和1-2所示。
表1-1
表1-2
在表1-1和1-2中，例如75Co20Cr5Zr表示Co75原子％，Cr20原子％，以及Zr5原子％。
在实例1～12和24、及对比实例1～3和6中，使用Al衬底作为非磁性衬底。在实例13～23及对比实例4和5中，使用玻璃衬底作为非磁性衬底。
从实例1～6可以清楚地看到，当制成第一磁性层的CoCrZr基合金中的Cr含量处在14～22原子％的范围中时，磁记录介质具有改善的SNR。相反，当Cr含量为24原子％时，则磁化不足，并且SNR降低。
从实例1和7～11可以清楚地看到，当制成第一磁性层的CoCrZr基合金中的Zr含量处在1～9原子％的范围中时，磁记录介质具有改善的SNR。尤其是，当Zr含量处在3～7原子％的范围中时，SNR最大。当Zr含量为11原子％时，则磁化不足，并且SNR降低。
从实例12可以清楚地看到，当向制成第一磁性层的CoCrZr基合金中增加B作为添加元素时，则改善了SNR。
从对比实例1和2可以清楚地看到，当将CoCr基合金或CoCrTa基合金用作第一磁性层时，磁记录层具有比包括由CoCrZr基合金制成的第一磁性层的磁记录层差的SNR。
从对比实例3可以清楚地看到，当将CoCrZr基合金用作第二磁性层时，矫顽力显著降低，SNR也显著降低。
从实例13～18可以清楚地看到，当制成第一磁性层的CoCrZr基合金中的Cr含量处在8～18原子％的范围中时，磁记录介质具有改善的SNR。
从实例19～23可以清楚地看到，当制成第一磁性层的CoCrZr基合金中的Zr含量处在1～9原子％的范围中时，磁记录介质具有改善的SNR。特别是，当Zr含量处在3～7原子％的范围中时，SNR最大。当Zr含量为11原子％时，对磁化没有影响，但是矩形比和SNR降低。
从对比实例3和4可以清楚地看到，当将CoCr基合金或CoCrTa基合金用于第一磁性层时，磁记录层具有比包括由CoCrZr基合金制成的第一磁性层的磁记录层差的SNR。
实例24的磁记录介质包括第一磁性层、第一非磁性耦合层、第二磁性层、第二非磁性耦合层、第三磁性层(也就是说，该磁记录介质包括三个磁性层和两个非磁性耦合层)。在具有这样的结构的磁记录介质中，当第一磁性层由CoCrZr基合金制成时，该磁记录介质具有比对比实例6和7的磁记录介质更优异的SNR。
工业应用性由于本发明的磁记录介质包括由CoCrZr基合金制成的第一磁性层，从而降低了介质噪声。
权利要求
1.一种磁记录介质，其以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、以及保护层，其中所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合；以及所述第一磁性层由CoCrZr合金制成。
2.一种磁记录介质，其以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、非磁性耦合层、第三磁性层、以及保护层，其中所述第三磁性层与所述第二磁性层反铁磁性耦合；所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合；以及所述第一磁性层由CoCrZr合金制成。
3.如权利要求1或2所述的磁记录介质，其中所述第一磁性层包括5～22原子％的Cr和1～10原子％的Zr。
4.如权利要求1至3中任一所述的磁记录介质，其中所述第一磁性层的厚度在0.5～10nm的范围中。
5.如权利要求1至4中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性耦合层由选自于Ru、Rh、Ir、Cr、Re、Ru基合金、Rh基合金、Ir基合金、Cr基合金、以及Re基合金中的至少一种制成；以及所述非磁性耦合层的厚度在0.5～1.5nm的范围中。
6.如权利要求1至5中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性底涂层具有多层结构，包括由Cr制成的层或由Cr基合金制成的层，所述Cr基合金包括Cr和选自于Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si及V中的至少一种。
7.如权利要求1至5中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性底涂层具有多层结构，包括含有NiAl基合金、RuAl基合金、以及Cr基合金中的一种的层；其中所述Cr基合金包括Cr和Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si及V中的一种或两种或更多种。
8.如权利要求1至7中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性衬底是玻璃衬底和硅衬底之一。
9.如权利要求1至8中任一所述的磁记录介质，其中所述非磁性衬底包含由Al、Al基合金、玻璃以及硅中的一种制成的衬底；在所述衬底上，含有NiP或NiP合金中的一种的膜被形成。
10.如权利要求1至9中任一所述的磁记录介质，其中所述第二磁性层由CoCrTa基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金和CoCrPtBM基合金中的至少一种制成(其中，M表示Ta和Cu中的至少一种)。
11.如权利要求2至9中任一所述的磁记录介质，其中所述第二磁性层和所述第三磁性层由CoCrTa基合金、CoCrPtTa基合金、CoCrPtB基合金以及CoCrPtBM基合金中的至少一种制成(其中M表示Ta和Cu中的至少一种)。
12.一种制造磁记录介质的方法，所述磁记录介质以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层以及保护层；其中所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合，其中所述方法包括如下步骤，其中由CoCrZr合金制成所述第一磁性层。
13.一种制造磁记录介质的方法，所述磁记录介质以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、非磁性耦合层、第三磁性层、以及保护层；所述第三磁性层与所述第二磁性层反铁磁性耦合；以及所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性耦合，其中所述方法包括如下步骤，其中由CoCrZr合金制成所述第一磁性层。
14.一种磁记录和再现装置，包括如权利要求1至11中任一所述的磁记录介质、以及用于在所述磁记录介质中记录信息并从所述磁记录介质再现信息的磁头。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可以降低介质噪声的磁记录介质。本发明提供一种磁记录介质，其以如下顺序在非磁性衬底上包括至少非磁性底涂层、第一磁性层、非磁性耦合层、第二磁性层、以及保护层，其中第二磁性层与第一磁性层反铁磁性耦合，以及第一磁性层由CoCrZr合金制成。
文档编号G11B5/66GK1768376SQ20048000870
公开日2006年5月3日 申请日期2004年4月6日 优先权日2003年4月7日
发明者大泽弘 申请人:昭和电工株式会社