磁性记录介质及磁性记录装置制造方法
【专利摘要】提供一种磁性记录介质及磁性记录装置。该磁性记录介质具有由取向控制层、下层记录层、中间层、及上层记录层按顺序层叠而成的结构，下层记录层具有比上层记录层高的保磁力，下层记录层包含设置在取向控制层一侧的第1下层记录层、和设置在中间层一侧的第2下层记录层，第1下层记录层具有包含含有Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ的磁性粒子和覆盖磁性粒子周围的氧化物的粒状结构，第2下层记录层具有包含含有Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ的磁性粒子的非粒状结构，下层记录层包含与构成取向控制层的结晶粒子一起在厚度方向连续的柱状晶。该磁性记录介质可在提高记录容量的同时提高记录和再现特性。
【专利说明】磁性记录介质及磁性记录装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及磁性记录介质及磁性记录装置。
【背景技术】
[0002]硬盘装置(H D D:Hard Disk Drive)等磁性记录装置的适用范围在增大,磁性记录装置的重要性在增加。另外，对于磁盘等磁性记录介质，记录密度以每年50%以上的速度在增加，大家认为这种增加趋势今后还将继续。伴随这样的记录密度的增加趋势，适合高记录密度的磁头及磁性记录介质的开发也在不断进行。
[0003]在磁性记录装置中，有搭载了记录层内的易磁化轴主要为垂直取向的所谓垂直磁记录介质的磁性记录装置。在垂直磁记录介质中，在高记录密度化时，由于位于记录位间的边界区域的退磁磁场的影响小，形成了鲜明的位边界，因此，可以抑制噪声的增加。另外，在垂直磁记录介质中，由于伴随高记录密度化的记录位体积的减少较少，所以热波动性优良。
[0004]为了满足磁性记录介质的进一步高记录密度化的要求，有关于使用对垂直记录层具有较强的写入能力的单极头磁头的研究。具体地说，有人提出在垂直记录层和非磁性基板之间设置由软磁性材料形成的支持层，以提高单极头磁头和磁性记录介质之间的磁通的出入的效率的磁性记录介质。
[0005]还有人提出这样的技术，S卩，垂直记录层由两层以上的磁性层形成，至少I个磁性层具有以C ο为主要成分，并包含P t及氧化物的组成，另一个磁性层以C O为主要成分，同时包含C r但不包含氧化物的组成，以此提高记录和再现特性及热波动性，进行高密度的信息记录和再现(例如专利文献I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I特开2004 - 310910号公报
[0009]专利文献2特开2003 - 228801号公报
【发明内容】
[0010]然而，在现有的磁性记录介质或磁性记录装置中，很难实现同时提高记录容量、以及记录和再现特性的目的。
[0011]因此，本发明的目的在于提供一种能同时提高记录容量以及记录和再现特性的磁性记录介质及磁性记录装置。
[0012]根据本发明的一种观点，提供一种磁性记录介质，该磁性记录介质具有由取向控制层、下层记录层、中间层、及上层记录层按顺序层叠而成的结构，所述下层记录层具有比所述上层记录层高的保磁力(即，矫顽磁力)，所述下层记录层包含设置在所述取向控制层一侧的第I下层记录层和设置在所述中间层一侧的第2下层记录层，所述第I下层记录层具有包含含有C ο、C r、P t的磁性粒子和覆盖所述磁性粒子的周围的氧化物的粒状结构，所述第2下层记录层具有包含含有C o、C r、P t的磁性粒子的非粒状结构，所述下层记录层包含与构成所述取向控制层的结晶粒子一起在厚度方向连续的柱状晶。
[0013]根据本发明的一观点，提供一种磁性记录装置。具有所述磁性记录介质、对由所述磁性记录介质的所述上层记录层及所述下层记录层形成的垂直磁性层进行信息的读取和写入的磁头、以及对来自所述磁头或送向所述磁头的信号进行处理的信号处理系统。
[0014]根据磁性记录介质及磁性记录装置，可以同时提高记录容量，以及记录和再现特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是举例表示本发明的一个实施形态的磁性记录介质的构成的一部分的剖面图。
[0016]图2是扩大表示取向控制层及下层记录层的柱状晶相对于基板面垂直成长的状态的剖面图。
[0017]图3是扩大表示形成下层记录层的磁性层的层积结构的一部分的剖面图。
[0018]图4是扩大表示中间层及上层记录层的柱状晶相对于基板面垂直成长的状态的剖面图。
[0019]图5是扩大表示形成上层记录层的磁性层和非磁性层的层积结构的一部分的剖面图。
[0020]图6是举例表示本发明的一个实施形态的磁性记录装置的立体图。
【具体实施方式】
[0021]在磁盘等磁性记录介质中，要满足提高记录容量的要求，需要进一步提高记录密度。在一般的磁盘中，在记录面的独立区域中，设置有记录了伺服信息的伺服信息区域、和读取及写入信息(或数据)的数据区域。磁头通过读取伺服信息区域的伺服信息，能检测到自己位置，因此，根据被检测到的位置，使磁头移动到读取和写入数据的指定位置，进行数据的读取和写入。为此，伺服信息区域占了磁盘的比较大的部分，因此妨碍了磁盘的记录容量(即，可记录数据的记录容量)的进一步提高。
[0022]例如，可以考虑由下层部和与下层部相比保磁力较低的上层部形成磁性记录介质的记录层，将伺服信息记录在保磁力高的下层部，将数据记录在保磁力低的上层部(例如、专利文献2)。由于记录有伺服信息的伺服信息区域和读取和写入数据的数据区域在磁性记录介质的平面图上重叠，与将伺服信息区域和数据区域设置在同一记录层的情况相比，可以增加数据区域。由于从磁性记录介质同时被再现的伺服信息和数据是以不同的记录频率记录，由此，再现时可相应于不同的频带进行分离。
[0023]但是，由于下层部和磁头之间存在记录层的上层部等使得记录层的下层部和磁头间的距离变大，因此，有时磁头从记录层的下层部读取的信号较弱，从记录层的下层部读取信号时的信号噪声比(S / N比(Signal-to-Noise Ratio))变差。
[0024]因此，本发明的发明人对磁性记录介质的层积结构进行了锐意的研究。其结果，在具有从基板一侧顺序层叠取向控制层、下层记录层、中间层、及上层记录层而成的结构的磁性记录介质中，下层记录层具有比上层记录层高的保磁力，下层记录层从基板一侧开始包含第I下层记录层和第2下层记录层，第I下层记录层具有包含含有C ο、C r、P t的磁性粒子和覆盖该磁性粒子周围的氧化物的粒状结构，第2下层记录层具有包含含有C ο、C r、P t的磁性粒子的非粒状结构，下层记录层包含与构成取向控制层的结晶粒子一起在厚度方向连续的柱状晶，由此，可以提高读取来自第I下层记录层的信号时的S / N比。磁性记录介质可以是例如磁盘。
[0025]可以提高读取来自第I下层记录层的信号时的S / N比的理由被认为是如下的理由。即，在第I下层记录层发现的磁性粒子的垂直取向性比较高，而在第2下层记录层由于发现磁性粒子的面内取向性，第2下层记录层将第I下层记录层的磁性过渡区域的漏磁拉入面内方向。其结果，从磁头一侧看到的下层记录层的漏磁减少，从而提高读取被记录在下层记录层的信号时的S / N比。
[0026]磁性记录装置具有:具有上述的构成的磁性记录介质、和具有对磁性记录介质进行信息(数据)的读取和写入的功能的磁头。对磁性记录介质的数据的读取和写入是，磁头读取在下层记录层上记录的伺服信息，使用磁头检测到的自己的位置，将磁头定位到磁性记录介质上的特定位置，由此通过磁头对上层记录层进行数据的读取和写入。
[0027]以下，参照附图，说明对本发明各实施形态的磁性记录介质、磁性记录装置、及磁性记录介质进行数据的读取和写入的方法。
[0028](磁性记录介质)
[0029]图1是举例表示本发明的一个实施形态的磁性记录介质的构成的一部分的剖面图。图1中的各层的膜厚并不是将实际寸法按比例缩小的图。图1所示的磁盘I是磁性记录介质的I个例子。
[0030]如图1所示，磁盘I具有例如在非磁性基板11上顺序层积软磁底层12、取向控制层13、下层记录层14、中间层15、上层记录层16、以及保护层17，并在保护层17上设有润滑层18的结构。取向控制层13具有第I取向控制层13 a及第2取向控制层13 b。下层记录层14具有第I下层记录层14 a及第2下层记录层14 b。中间层15具有第I中间层
15a及第2中间层15 b。上层记录层16具有第I上层记录层16 a及第2上层记录层16b。在该例中，夹着中间层15的上层记录层16及下层记录层14形成垂直记录层(或垂直磁性层)。
[0031](非磁性基板)
[0032]非磁性基板11可以由铝、铝合金等金属材料形成的金属基板、和玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳等非金属材料形成的非金属基板等形成。另外，非磁性基板11可以是在金属基板或非金属基板的表面上使用例如电镀法、溅射法等形成N i P层或N i P合金层而成的结构。
[0033]另外，非磁性基板11与由C O或F e为主要成分的软磁底层12相接，有可能由于表面的附着气体或水分的影响、基板成分的扩散等，产生腐食。在此，所谓主要成分，是指合金中最多的元素。从防止这样的腐食的观点出发，在非磁性基板11和软磁底层12之间最好设置粘接层(图中未示出)。另外，粘接层可以由例如C r、C r合金、T 1、T i合金等形成。另外，粘接层的膜厚最好是2 nm(20A )以上。粘接层可用溅射法等形成。
[0034](软磁底层)
[0035]在非磁性基板11上，形成有软磁底层12。软磁底层12的形成方法没有特别限定，例如可以采用溅射法等。[0036]软磁底层12被设置成使来自后述的磁头(图中未不出)的磁通在相对于非磁性基板11的表面(以下称为基板面)垂直的方向的成分大，将记录信息的垂直磁性层的磁化方向更加牢固地固定在与非磁性基板11相垂直的方向上。这样的软磁底层12的作用特别是在作为记录和再现用的磁头使用垂直记录用的单极头磁头的场合更为显著。
[0037]软磁底层12可以有例如F e或包含N 1、C O等的软磁性材料形成。软磁性材料可以包含例如C OFeTaZr、CoFeZrNb等CoFe类合金、F e C ο、F e C
0V等 F e C O 类合金、FeN1、FeNiMo、FeNiCr、FeNi S i 等 FeN
1类合金、FeAl、FeAlS1、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO 等 F e A I 类合金、FeCr、FeCrT 1、FeCrCu 等 FeCr 类合金、FeT
a、FeTaC、FeTa N等 F e T a 类合金、FeMgO 等 FeM g 类合金、FeZrN等F e Z r类合金、F e C类合金、F e N类合金、F e S i类合金、F e P类合金、F eN b类合金、F e H f类合金、F e B类合金等。
[0038]另外，软磁底层12可由具有包含60 a t %以上的F e的FeAl O、FeMg
0、F e T a N、F e Z r N等微结晶结构，或微细的结晶粒子被分散在基质中的粒状结构的材料形成。
[0039]进一步地，软磁底层12可由含有80 a t %以上的C ο，含有Z r、N b、T a、Cr、Μ ο等中的至少I种,具有非晶(amorphous)结构的C O合金形成。具有非晶结构的Cο 合金例如可以包含 C oZr、CoZrNb、CoZrTa、CoZrCr、CoZrM
ο类合金等。
[0040]软磁底层12最好由两层软磁性膜(图中未示出)形成。在两层软磁性膜之间最好设置R u膜(图中未示出)。通过将R u膜的膜厚在0.4nm?1.0nm或1.6 nm?2.6 n m的范围内进行调整，使得两层软磁性膜形成反铁磁稱合(A F C:Ant1-Ferromagnetically-Coupled)结构，可以控制所谓尖峰噪声。
[0041](取向控制层)
[0042]在软磁底层12上形成取向控制层13。取向控制层13是为了微细化下层记录层14的结晶粒，改善记录和再现特性而设置的。如图1所示，本实施形态的取向控制层13具有在软磁底层12 —侧设置的第I取向控制层13 a和在第I取向控制层13 a的下层记录层14 一侧设置的第2取向控制层13 b。
[0043]第I取向控制层13 a是为了提高取向控制层13的晶核产生密度而设置的，最好包含成为形成取向控制层13的柱状晶核的结晶。在本实施形态的第I取向控制层13 a中，如后述的图2所示，在成为晶核的结晶成长后的柱状晶S I的顶部形成拱顶状的凸部。
[0044]第I取向控制层13 a的膜厚最好是3 n m以上。如果第I取向控制层13 a的膜厚不到3 n m，则提高下层记录层14的取向性和使形成下层记录层14的磁性粒子42细微化的效果不充分，不能得到良好的S / N比。
[0045]第I取向控制层13 a最好由含有磁性材料的、饱和磁化为50 e m u / c c以上的R u合金层形成。如果第I取向控制层13 a由含有磁性材料的R u合金层形成，但饱和磁化小于50 e m u / c c ,后述的第2取向控制层13 b不是由含有磁性材料的饱和磁化大于50 emu / c c以上的R u合金层形成的情况下,不能得到适合高密度记录的充分高的记录特性(OW特性)。[0046]在包含于第I取向控制层13 a中的R u合金层中，最好包含C O或F e等磁性材料，R u合金层最好是C ο R u合金层或F e R u合金层。包含在R u合金层中的磁性材料为C O的情况下，包含在R u合金层中的C O的含量最好在66 a t %以上。另外，包含在R u合金层中的磁性材料为F e的情况下，包含在R u合金层中的F e的含量最好为73a t %以上。通过使包含在R u合金层中的C ο的含量为66 a t %以上或F e的含量为73 a t %以上,可以形成具有充分的磁性,且饱和磁化为50 emu / c c以上的Ru合金层。
[0047]表1示出了 Co、CoRu合金、FeRu合金、F e的饱和磁化(M s )的理论值的一个例子。如表1所示，在包含在R u合金层中的C ο的含量为66 a t%以上，Fe的含量为73 a t %以上的组成的情况下,饱和磁化(M s)为50 emu/ c c以上。
[0048]另外，从表1可知，如包含在R u合金层中的C ο的含量为80 a t %以下，则饱和磁化(M s )为700 emu/ c c以下。另外,如表1所示,如包含在R u合金层中的F e的含量为80 a t %以下,则饱和磁化(M s )为500 emu/ c c以下。
[0049]表1
[0050]
【权利要求】
1.一种磁性记录介质，其特征在于: 具有由取向控制层、下层记录层、中间层、及上层记录层按顺序层叠而成的结构； 所述下层记录层具有比所述上层记录层高的保磁力； 所述下层记录层包含设置在所述取向控制层一侧的第I下层记录层和设置在所述中间层一侧的第2下层记录层； 所述第I下层记录层具有包含含有C ο、C r、P t的磁性粒子和覆盖所述磁性粒子的周围的氧化物的粒状结构； 所述第2下层记录层具有包含含有C ο、C r、P t的磁性粒子的非粒状结构； 所述下层记录层包含与构成所述取向控制层的结晶粒子一起在厚度方向连续的柱状晶。
2.如权利要求1所述的磁性记录介质，其特征在于:所述氧化物是由包含从Cr、S1、Ta、Al、T1、Mg、Co的组中选择的两种以上的元素的合金形成。
3.如权利要求1或2所述的磁性记录介质，其特征在于: 相对于将含有形成包含在所述第I下层记录层中的磁性粒子的C O、C r、P t的合金作为一个化合物算出的mol总量，包含在所述第I下层记录层中的所述氧化物的含量为3mol % 以上，18mol % 以下； 所述第I下层记录层中的C r的含量在4 a t %以上、19 a t %以下； 所述第I下层记录层中的P t的含量在8 a t %以上、20 a t %以下。
4.如权利要求3所述的磁性记录介质,其特征在于: 相对于将含有形成包含在所述第I下层记录层中的磁性粒子的C ο、C r、P t的合金作为一个化合物算出的mol总量，包含在所述第I下层记录层中的所述氧化物的含量为6mo I %以上13mo I %以下。
5.如权利要求1至4中任一项所述的磁性记录介质,其特征在于: 包含在所述第I下层记录层中的磁性粒子还包含从B、T a、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re的组中选择的I种以上的元素； 所述I种以上的元素的总含量在8 a t %以下。
6.一种磁性记录装置，其特征在于包括: 权利要求1至5中任一项所述的磁性记录介质、 相对于由所述磁性记录介质的所述上层记录层及所述下层记录层形成的垂直磁性层进行信息的读取和写入的磁头、以及 处理来自所述磁头的信号和送往所述磁头的信号的信号处理系统。
7.如权利要求6所述的磁性记录装置，其特征在于: 所述磁头及所述信号处理系统具有读取记录在所述下层记录层上的伺服信息，对所述上层记录层进行数据的读取和写入的功能。
【文档编号】G11B5/66GK103514896SQ201310215716
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】高星英明, 网屋大辅, 酒井浩志 申请人:昭和电工株式会社