磁记录介质及其制造方法、磁存储设备、基板及纹理形成设备的制作方法

专利名称：磁记录介质及其制造方法、磁存储设备、基板及纹理形成设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及磁记录技术，更具体地，涉及面内磁记录方法中使用的磁记录介质及其制造方法。
背景技术：
近年来，由于在磁头中采用了自旋阀再生元件以及磁盘的介质噪声的减小，诸如磁盘驱动器的磁记录设备在记录密度方面得到了显著的提高，实现了超过100Gbit每平方英寸的面记录密度。
磁盘由按照以下顺序层叠在铝合金基板或玻璃基板上的基础层、记录层和保护膜构成。记录层主要由具有密排六方(hcp)晶体结构的CoCr基合金制成。通过在诸如基板表面的基础层上形成许多微沟槽，即所谓的纹理，使记录层中的CoCr基合金的易磁化轴沿圆周方向取向，这增大了圆周方向上的矫顽力，并且还增大了圆周方向上的取向度。结果，提高了磁盘的磁参数性能。应该注意，取向度由圆周方向上的矫顽力Hcc与垂直于圆周方向的径向方向上的矫顽力Hcr的比值Hcc/Hcr来表示。
上述纹理主要是在铝合金基板或玻璃基板上机械地形成的机械纹理。通过在衬垫(pad)上提供包含粘合剂的浆料，并且在保持有该浆料的衬垫旋转的同时，使该衬垫与基板的表面接触，由基板表面上的沿圆周方向的许多打磨划痕来形成机械纹理。
此外，作为对记录层的易磁化轴而不是机械纹理进行取向的方法，日本特开专利申请No.6-243463中提出了一种方法，该方法通过照射紫外光束或离子束，利用基板的表面能的差异，来控制基础层或记录层的生长。
根据该机械纹理，由于颗粒尺寸的变化，可以通过沟槽宽度的变化、沟槽之间的间隔的变化、沟槽深度的变化等来形成沟槽。即，研磨剂可以在研磨剂的颗粒尺寸方面具有分散性(dispersion)，并且在新提供给衬垫的颗粒尺寸与在衬垫上使用的过程中已磨损的颗粒的尺寸之间存在差异，这会导致分散性很大的纹理。在这种纹理中，由于沟槽引起的无规则性而导致的内应力变得不均匀。当记录层通过基础层淀积在纹理上时，这些内应力被施加给构成记录层的磁材料的原子和颗粒。结果，由于该不均匀的内应力，使得形成记录层的晶粒的易磁化层的取向变得无序。
作为上述问题的对策，已经尝试通过使这些沟槽彼此交叉来对机械纹理中的沟槽的分布一致。然而，这种尝试不足以使内应力完全一致。相反，在沟槽彼此交叉的位置处沟槽的宽度和深度增大，这会产生导致局部减弱(decrease)的局部衰减，即，再生输出中的所谓信号丢失(dropout)。具体地，在记录密度进一步增大并且磁头的浮动距离进一步减小的情况下，要求提高记录层的取向度方面的一致性，但是对于传统的机械纹理，存在满足这种要求的限制。
另外，在上述专利文献中公开的方法中，必须在具有精细间距的同心圆的状态下向基板的表面照射束直径被限制为几十纳米的离子束等，这需要非常长的时间来处理单个基板。因此，单位时间内可以处理的基板的数量非常小，导致制造成本的增加。尽管可以通过安装多个离子束照射装置来增大单位时间内可以处理的基板的数量，但是设备成本大大增加，导致制造成本的增加。因此，由于基板表面的污染或者暴露在等离子体或自由基(radical)中，使得表面能很容易变化，这会导致易磁化轴的取向不稳定。

发明内容
本发明的总体目的是提供一种改进的并且有用的磁记录介质，其中消除了上述问题。
本发明的更具体的目的是提供一种具有能够提高记录层的取向度的纹理的磁记录介质以及这种磁记录介质的制造方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磁记录介质，用于通过在预定的记录方向上对记录层进行磁化来记录信息，该磁记录介质包括基板；形成在基板上的基础层；以及形成在基础层上的记录层，其中在基础层下面形成具有多个沟槽的纹理，这些沟槽沿与预定的记录方向基本平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与预定的记录方向垂直的方向设置。在根据本发明的磁记录介质中，纹理可以形成在基板的表面上。
根据本发明，该纹理具有平行于记录方向并且以大致预定的间隔沿与预定的记录方向垂直的方向设置的多个沟槽，因此，记录层的晶粒的易磁化轴可以沿该记录方向取向。结果，记录介质在记录方向上的取向度得到提高，这改善了电磁转换特性并实现了高的记录密度。记录层在记录方向上的取向度由该记录层中的记录方向上的矫顽力H1与垂直于记录方向的方向上的矫顽力H2之间的比值H1/H2来表示。应该注意，当磁记录介质为磁盘时，记录方向与圆周方向相对应，而记录方向上的取向度是指圆周方向上的取向度。即，圆周方向的取向度由圆周方向上的矫顽力Hcc与垂直于圆周方向的径向方向上的矫顽力Hcr的比值Hcc/Hcr来表示。
根据本发明的磁记录介质还可以包括形成在基板上的纹理层，并且这些沟槽可以形成在纹理层的表面上。由于该纹理层可以是显微均匀层，所以沟槽的结构和沟槽在与记录方向垂直的方向上的间隔可以是一致的，这实现了磁记录介质中的记录层的一致取向。
在根据本发明的磁记录介质中，可以通过在预定方向上对基板的表面照射离子束，以自组装的方式来形成这些沟槽。这些沟槽可以按照大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置。
根据上述发明，可以通过沿预定方向对基板的表面照射离子束，来以自组装的方式形成具有彼此大致平行的许多沟槽的纹理。这种纹理可以提高记录层在记录方向上的取向度。因此，电磁转换特性得到改善，并且实现了高记录密度。
在根据本发明的磁记录介质中，基板可以具有圆形形状，并且可以沿基板的圆周方向形成这些沟槽。在根据本发明的磁记录介质中，预定间隔可以从8nm到33nm的范围内的值中进行选择。在根据本发明的磁记录介质中，在与记录方向垂直的方向上，每1微米的沟槽的数量可以在30到125的范围内。在根据本发明的磁记录介质中，纹理可以包括多个凸起部分，每一个凸起部分都具有沿与记录方向垂直的方向向上凸起的横截面，每一个凸起部分都设置在相邻沟槽之间并且沿记录方向延伸。
在根据本发明的磁记录介质中，包括其上形成有纹理的表面的基板的至少一部分可以由非晶材料或者多晶材料制成。在根据本发明的磁记录介质中，其中纹理层可以由非晶材料或者多晶材料制成。
在根据本发明的磁记录介质中，基板可以从包括玻璃基板、镀NiP铝合金基板、硅基板、塑料基板、陶瓷基板以及碳基板的组中选择。
在根据本发明的磁记录介质中，包括其上形成有纹理的表面的基板的至少一部分可以由电介质材料制成。该电介质材料可以从包括金属氧化物、金属氮化物以及金属碳化物的组中选择。在根据本发明的磁记录介质中，该纹理层可以由电介质材料形成。该电介质材料可以从包括金属氧化物、金属氮化物以及金属碳化物的组中选择。
在根据本发明的磁记录介质中，基础层可以由Cr或Cr-X合金制成，其中X是从包括Mo、W、V、B以及上述材料的合金的组中选择的材料。
根据本发明的磁记录介质还可以包括基板和基础层之间的种晶层，其中该种晶层可以由从以下材料中选择的材料制成非磁性NiP、非磁性CoW、非磁性CrTi和包含三种或更多种元素的合金，以及以上述材料作为主要成分的合金。
根据本发明的磁记录介质还可以包括第一磁性层、非磁性耦合层、层叠在基础层上的第二磁性层，其中该第一磁性层和第二磁性层彼此交换耦合，并且在没有施加外部磁场的状态下，第一磁性层的磁化方向与第二磁性层的磁化方向彼此平行但相反。
在根据本发明的磁记录介质中，该记录层可以包括下述材料的磁性层，该材料是从包括Co、Ni、Fe、Ni基合金、Fe基合金、CoCr、CoCr基合金、CoCrTa、CoCrTa基合金、CoCrPt以及CoCrPt合金的组中选择的。
另外，根据本发明，提供了一种磁记录设备，其包括形成在基板上并且沿记录方向延伸的多个轨道区域，这些轨道区域沿与记录方向垂直的轨道区域的宽度方向设置；以及分别设置在这些轨道区域中的相邻轨道区域之间的多个轨道间区域，其中每一个轨道区域都包括形成在基板上的基础层和形成在基础层上的记录层；这些轨道区域中的相邻轨道区域中的记录层部分通过这些轨道间区域之一彼此分离；并且在基础层下面形成具有多个沟槽的纹理，这些沟槽沿大致与预定的记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与预定的记录方向垂直的方向设置。在上述磁记录介质中，基板可以具有与多个轨道区域相对应的表面部分，这些轨道区域从与轨道间区域相对应的表面突出。
另外，根据本发明，提供了一种磁记录设备，其包括形成在基板上并且沿记录方向延伸的多个轨道区域，这些轨道区域沿与记录方向垂直的轨道区域的宽度方向设置；以及分别设置在这些轨道区域中的相邻轨道区域之间的多个轨道间区域，其中每一个轨道区域都包括沿记录方向设置的多个记录单元，以及分别夹在多个记录单元中的相邻记录单元之间的多个单元间区域；每一个记录单元都包括形成在基板上的基础层和形成在基础层上的记录层；这些记录单元中的相邻记录单元中的记录层通过这些单元间区域之一彼此分离；并且在基板的表面上形成具有多个沟槽的纹理，这些沟槽沿大致与记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与该记录方向垂直的方向设置。
在上述磁记录介质中，基板的表面可以包括与记录单元相对应并且从与单元间区域相对应的表面部分突出的表面部分，并且该纹理可以形成在与记录单元相对应的表面部分上。在上述磁记录介质中，记录层可以由从包括Co、CoCr和CoCrPt-M2的组中选择的铁磁性材料形成，其中M2是从B、Mo、Nb、Ta、W、Cu和上述金属的合金中选择的金属，并且Co和CoCr中的任意一个的铁磁性材料具有大于0原子％并且等于或小于25原子％的Cr含量。
在上述磁记录介质中，每一个记录单元上的记录层都可以沿一个方向磁化。该记录层沿面内方向的矫顽力可以设定在7.9kA/m到395kA/m的范围内。
在上述磁记录层中，纹理可以形成在与记录单元相对应的表面部分上。在上述磁记录层中，每一个记录单元都可以具有大致为矩形形状或大致为椭圆形状的横截面。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种基板，其被构造为在磁记录介质中使用，该磁记录介质用于通过沿预定的记录方向对记录层进行磁化来记录信息，该基板包括其上方形成有记录层的表面；以及形成在该表面上的纹理，该纹理具有沿大致与预定记录方向平行的方向延伸并且以大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置的多个沟槽。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种基板，其被构造为在磁记录介质中使用，该磁记录介质用于通过沿预定的记录方向对记录层进行磁化来记录信息，该基板包括纹理层；以及形成在纹理层的表面上的纹理，该纹理具有沿大致与预定记录方向平行的方向延伸并且以大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置的多个沟槽。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种基板，其被构造为在盘状磁记录介质中使用，该基板具有形成在其表面上的纹理，该纹理具有形成在表面上并沿基板的圆周方向延伸的多个沟槽，该多个沟槽是通过沿预定方向对基板的表面照射离子束，以自组装的方式形成的。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种基板，其被构造为在盘状磁记录介质中使用，该基板具有纹理层，该纹理层具有其上形成有纹理的表面，该纹理具有形成在表面上并沿基板的圆周方向延伸的多个沟槽，该多个沟槽是通过沿预定方向对基板的表面照射离子束，以自组装的方式形成的。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种磁存储设备，其包括上述磁记录介质之一；以及记录和再现磁头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种磁盘设备，其包括磁盘；以及记录和再现磁头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件，其中该磁盘包括盘状基板；形成在该基板上的基础层；形成在基础层上的记录层；以及纹理，该纹理具有形成在基板上的多个沟槽，这些沟槽沿基板的圆周方向延伸，并以大致预定的间隔沿基板的径向方向设置。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种磁记录介质的制造方法，该磁记录介质具有基板，并通过在预的定记录方向上对形成在基板上方的记录层进行磁化来记录信息，该制造方法包括以下步骤在记录层下面形成纹理；以及在该纹理上形成基础层，其中形成纹理的步骤包括通过沿预定方向照射离子束来形成多个沟槽，这些沟槽沿记录方向延伸。
在上述制造方法中，形成纹理的步骤可以在其上方形成有记录层的基板上形成这些沟槽。上述制造方法还可以包括在其上方形成有记录层的基板上形成电介质膜的步骤，其中形成纹理的步骤可以在电介质膜上形成这些沟槽。在根据本发明的制造方法中，该预定方向位于由垂直于记录方向的方向和垂直于基板表面的方向所限定的平面内，并且该预定方向相对于与基板的表面垂直的方向倾斜预定的照射角。
在根据本发明的制造方法中，该预定方向可以位于由基板的大致径向方向和垂直于基板表面的方向所限定的平面内，并且该预定方向相对于与基板的表面垂直的方向倾斜预定的照射角。该照射角可以设定为相对于垂直于基板表面的方向从45度到70度的范围内。
在上述制造方法中，照射角可以设定为相对于垂直于基板表面的方向从45度到70度的范围内。在上述制造方法中，可以在基板上方设置屏蔽板，用来为基板屏蔽离子束，并且该屏蔽板可以在基板的径向方向上具有细长开口。在上述制造方法中，可以在基板上方设置屏蔽板，用来为基板屏蔽离子束，并且该屏蔽板可以在基板的径向方向上具有细长开口。
在上述制造方法中，离子束可以在预定方向上具有细长矩形或椭圆形的束形状，并且可以照射离子束，以使得该预定方向与基板的径向方向匹配。在上述制造方法中，可以在使基板转动的同时朝向该基板照射离子束。上述制造方法还可以包括以下步骤根据离子束的加速电压，对与记录方向垂直的方向上的沟槽的间隔进行控制。在上述制造方法中，离子束可以从包括Ar离子束、Kr离子束以及Xe离子束的组中选择。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种纹理形成设备，其包括真空室；其上放置基板的基板夹持组件，该基板夹持组件设置在该真空室中；以及设置在基板表面上方的离子照射单元，其中该离子照射单元沿预定方向将离子束照射到基板表面上，从而在基板表面上形成沿预定方向延伸的多个沟槽。
在根据本发明的纹理形成设备中，该离子照射单元可以包括电离部分，该电离部分对从包括Ar、Kr和Xe的组中选择的至少一种惰性气体进行电离；以及加速电极，该加速电极从电离部分中抽取电离气体，并对所抽取的电离气体进行加速，该加速电极可以具有用于使电离气体通过的多个开口，这些开口沿预定方向设置在细长矩形或椭圆形区域中。
根据本发明的纹理形成设备还可以包括离子照射单元和真空室中的基板之间的屏蔽板，其中该屏蔽板具有沿预定方向的细长矩形开口。根据本发明的纹理形成设备还可以包括旋转驱动部分，用于使基板夹持组件旋转。
结合附图阅读以下详细说明后，本发明的其他目的、特征和优点将变得明了。


图1是根据本发明第一实施例的磁记录介质的剖视图；图2示出了其上形成有纹理的基板的一部分；图3A示出了其上形成有纹理的基板表面的AFM(原子力显微镜)图像；图3B是图3A的部分A的放大视图；图4示出了其上形成有另一纹理的基板表面的AFM图像；图5A是基板的一部分的剖视图，用于说明根据本发明第一实施例的磁记录介质的制造方法；图5B是根据本发明第一实施例的磁记录介质的剖视图；图6示出了完整的纹理形成设备；图7是图6所示的纹理形成设备的平面图；图8A是图7所示的离子枪的屏蔽电极和加速电极的示例的平面图；
图8B是图7所示的离子枪的屏蔽电极和加速电极的另一示例的平面图；图9示出了纹理形成设备的另一示例；图10是根据本发明第一实施例的磁记录介质的变型例的剖视图；图11A用于说明在示例1至3中，记录层在圆周方向上的取向度；图11B用于说明其上形成有纹理的基板表面的平均沟槽深度；图12A示出了示例3中的基板表面的剖面结构；图12B示出了示例3中的基板表面的沟槽深度的分布；图13A示出了比较示例1中的基板表面的剖面结构；图13B示出了比较示例1中的基板表面的沟槽深度的分布；图14A示出了形成纹理之前玻璃基板表面的剖面结构；图14B示出了形成纹理之前玻璃基板表面的沟槽深度的分布；图15是示例4的磁盘表面的AFM图像；图16示出了示例5-1、5-2和5-3以及比较示例2的磁盘的纹理形成条件、纹理以及特性；图17显示了示例5-1至5-3中的纹理的平均沟槽宽度与离子束的加速电压之间的关系的曲线图；图18是表示随时间的流逝，示例5-1和5-2的残余磁化的变化的曲线图；图19是根据本发明第二实施例的磁记录介质的一部分的剖视图；图20是根据本发明第二实施例的磁记录介质的变型例的剖视图；图21是根据本发明第三实施例的磁记录介质的一部分的剖视图；图22是根据本发明第三实施例的磁记录介质的一部分的平面图；图23是根据本发明第三实施例的变型例的磁记录介质的一部分的平面图；图24是根据本发明第三实施例的另一变型例的磁记录介质的剖视图；以及图25是根据本发明第四实施例的磁存储设备的平面图。
具体实施例方式
以下将参照附图，对根据本发明的实施例进行说明。
图1是根据本发明第一实施例的磁记录介质的剖视图。
参照图1，根据本发明第一实施例的磁记录介质包括基板11，具有其上形成有纹理的表面；以及按照如下顺序层叠的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、第一磁性层15、非磁性耦合层16、第二磁性层17、保护膜19和润滑层20。应该注意，尽管由于纹理11a的沟槽，在淀积在纹理11a上的种晶层12至保护膜19中的每一个的表面上都形成了不规则性，但是为了便于说明，省略了对于该不规则性的图示。
在磁记录介质10中，通过与传统机械纹理不同的方法，在基板11的表面上形成纹理11a，使得构成记录层18的晶粒的易磁化轴沿纹理11a的方向取向，这增大了记录层18在纹理11a的方向上的矫顽力。在本说明书中，纹理的方向是指构成纹理11a的沟槽的延伸方向。
当磁记录介质10是磁盘时，沿圆周方向形成该纹理，这增大了圆周方向矫顽力Hcc、圆周方向上的取向度(＝圆周矫顽力Hcc/径向矫顽力Hcr)以及圆周方向平方比S*。
以下将详细给出磁记录介质10的说明。
对于基板11没有特殊的限制，例如，玻璃基板、镀NiP铝合金基板、硅树脂基板、塑料基板、陶瓷基板、碳基板等都可以用作基板11。考虑到可以形成优选的纹理(以下将详细说明)，玻璃基板是优选的。对于玻璃基板，有经过化学强化处理的钠钙玻璃和硼硅玻璃，或者铝硼硅玻璃基板和晶化玻璃基板。
对于种晶层12没有特殊的限制，例如，种晶层12可以由NiP、CoW、CrTi或者包含多于三种上述元素作为主要成分的合金形成。当种晶层12由诸如NiP的非晶材料形成时，优选地，在第一磁性层15和第二磁性层17的面内取向得到改善之后，对种晶层12的表面进行氧化处理。此外，种晶层12可以由诸如RuAl、NiAl、FeAl等的具有B2晶体结构的合金，或者在上述非磁性种晶层材料膜上具有B2晶体结构的合金膜。此外，对于种晶层12的厚度，种晶层12的厚度设定在从5nm到30nm的范围内，并且优选地，在从5nm到15nm的范围内。应该注意，并非总是设置种晶层12。
基础层13由Cr或Cr-X合金(X＝Mo、W、V、B和Mo以及上述材料的合金)形成。基础层13在种晶层12上外延生长，并且平面(001)或平面(112)对于生长方向的方向表现出良好的取向。基础层13可以由彼此层叠的多个层构成，这些层由Cr或Cr合金形成。通过层叠多个层，防止了基础层13的晶粒增大，并进一步防止了第一磁性层15和第二磁性层17的晶粒层大。
非磁性中间层14由CoCr或具有hcp结构的非磁性合金形成，hcp结构是通过向CoCr中添加合金M的元素而构成的。非磁性中间层14的厚度设定为从0.5nm到5nm的范围内。此处，M是从Pt、B、Mo、Nb、Ta、W、Cu和上述元素的合金中选择的合金。非磁性中间层14在采纳(takeover)基础层13的晶粒的可结晶性以及尺寸的同时外延生长。因此，非磁性中间层14提高了在非磁性中间层上外延生长的第一磁性层15和第二磁性层17的可结晶性，并减小了晶粒尺寸的分布范围，这促进了易磁化轴在面内方向上的取向。此外，非磁性中间层14可以是包括由上述非磁性合金形成的多个层的层，从而进一步改善了第一磁性层15和第二磁性层17的取向。应该注意，通过相对于第一磁性层15或第二磁性层17的晶格常数来改变晶格常数，在非磁性中间层14和第一磁性层15之间的界面上的面内方向层中或者在第一磁性层15内会产生内应力，从而第一磁性层15的矫顽力增大。并非总是必须提供非磁性中间层14。
该记录层包括第一磁性层15、非磁性耦合层16和第二磁性层17，该记录层具有交换耦合结构，其中第一磁性层15和第二磁性层17通过非磁性耦合层16彼此反铁磁性地交换耦合。在没有施加外部磁场的状态下，第一磁性层15和第二磁性层17在面内方向上取向的磁化彼此平行但相反。
第一磁性层15的厚度设定为从5nm到20nm的范围内，并且第一磁性层15由Co、Ni、Fe、Co基合金、镍基合金、Fe基合金等形成。在Co基合金中，CoCr、CoCrTa和CoCrPt是优选的，而对于晶粒尺寸的可控性，CoCr-M1(从M1＝B、Mo、Nb、Ta、W、Cu、Pt以及上述元素的合金中选择的一种)是更优选的。此外，第一磁性层15还可以包括由上述材料形成的彼此层叠的多个层，以提高第二磁性层17的配向性。
非磁性耦合层16例如由Ru、Rh、Ir、Ru基合金、Rh基合金、Ir基合金等形成。在这些元素中，Rh和Ir具有fcc结构而Ru具有hcp结构，并且，例如，如果第二磁性层17由CoCrPt基合金形成，则Ru或Ru基合金是适合的，因为Ru的晶格常数是0.27nm(a＝0.27nm)而CoCrPt基合金的晶格常数是0.25nm(a＝0.25nm)。对于Ru基合金，Co、Cr、Fe、Ni和Mn或者Ru和上述元素的合金之一是合适的。
另外，非磁性耦合层16的厚度设定为从0.4nm到1.5nm的范围内，优选地为从0.6nm到0.9nm的范围内(在Ru合金中，为从0.8nm到1.4nm的范围，尽管其取决于成分的量)。由于第一磁性层15和第二磁性层17通过非磁性耦合层16进行交换耦合，并且非磁性耦合层16的厚度设定在上述范围内，所以第一铁磁层26的磁化和第二磁性层17的磁化以反铁磁性的方式耦合，这导致在没有施加外部磁场的状态下的平行磁化。具体地，优选地使非磁性耦合层16的厚度与取决于非磁性耦合层的厚度的振荡型交换耦合的反铁磁性峰值相匹配。
第二磁性层17具有设定在从5nm到20nm的范围内的厚度，并且由Co、Ni、Fe、Co基合金、Ni基合金、Fe基合金等形成。对于Co基合金，尤其是CoCr、CoCr基合金、CoCrTa、CoCrTa基合金、CoCrPt，以及CoCrPt基合金是优选的，并且CoCrPt-M2(从M2＝B、Mo、Nb、Ta、W、Cu以及上述元素的合金中选择的一种)是更优选的。另外，在第一磁性层15和第二磁性层17之间的关系方面，优选地将第一和第二磁性层15和17的残余磁化Mr1和Mr2以及第一磁性层15和第二磁性层17的厚度t1和t2设定为Mr1×t1＜Mr2×t2。第二磁性层17具有与净残余磁化相同方向的磁性，这使得能够响应于磁头的记录磁场的反转位置(reverseposition)，在第二磁性层17上准确地记录信息。应该注意，上述关系可以设定为Mrl×t1＞Mr2×t2。如果第一磁性层15和第二磁性层17由薄膜制成，则可以消除上述问题。
此外，形成第二磁性层17的材料可以与成第一磁性层15的材料不同。例如，形成第二磁性层17的材料是从如下材料中选择的，这些材料的各向异性磁场大于形成第一磁性层15的材料的各向异性磁场。作为选择这种材料的方法，不向第一磁性层添加Pt，而向第二磁性层添加Pt，或者将第二磁性层的Pt浓度设定为高于第一磁性层的Pt浓度。
如上所述，在记录层18中，层叠在一起并且其间插入有非磁性耦合层16的第一磁性层15和第二磁性层17彼此反铁磁性地交换耦合。因此，在记录时形成在记录层18中的最小记录单元的体积是形成彼此反铁磁性交换耦合的第一磁性层15和第二磁性层17的磁性的晶粒的体积总和，并且该体积大于记录层由单个磁性层形成的情况下的体积。因此，记录层的剩余磁性在记录之后随时间流逝的减小得到抑制，这提高了热稳定性。
应该注意，记录层18并不限于两个磁性层的结构，而是可以由三个和更多个层叠的磁性层来形成。另外，非磁性耦合层16设置在相邻的磁性层之间，从而与相邻的磁性层相互进行反铁磁性交换耦合。
作为根据本实施例的磁记录层的变型例，记录层18可以由单个磁记录层形成，也就是，例如，记录层18可以仅由第二磁性层17形成。
保护膜19具有设定在从0.5nm到10nm范围内(优选地，从0.5nm到5nm的范围内)的厚度，并且由类金刚石碳、碳氮化物、非晶碳等形成。
对于润滑层20没有特殊的限制。例如，可以使用有机液体润滑剂，其具有全氟聚醚主链以及-OH端基、苯环。应该注意，该润滑剂是根据保护膜19的材料来选择的。另外，根据保护膜19的类型，可以省略润滑层20。
下面将说明与本发明的特征有关的纹理11a。
图2示出了其上形成有纹理的基板的一部分。参照图2，当基板11为盘状时，沟槽11a-1(其构成纹理11a)被形成为沿盘状基板11的圆周方向(图2所示的CIR方向)延伸。沟槽11a-1沿盘状基板11的径向方向(图2所示的RAD方向)以相等间隔设置。应该注意，如下所述，在本说明书和权利要求书中，短语“大致相等的间隔”或者“大致预定的间隔”涵盖以下情况形成其中沟槽的间隔不一致的局部区域，例如相邻沟槽彼此交叉的情况以及在多个沟槽中存在凹入部分的情况。
图3A是其上形成有纹理的基板表面的AFM(原子力显微镜)图像。图3B是图3A的部分A的放大图。在图3A中，根据对比度，基于图中右上方所示的表示对比度和高度之间的关系的比例尺，对测量区域中的高度进行映射。较暗部分表示低区域，即，主要是沟槽，而较亮部分(或灰色部分)表示峰(凸起部分)。
参照图3A和3B，形成在基板11的表面上的纹理包括沿预定方向(图3A中的箭头所示的方向CIR)基本彼此平行地延伸的许多沟槽11a-1。这些沟槽以大致预定的间隔沿与沟槽的纵向方向(方向CIR)垂直的方向(图3A中的箭头所示的方向RAD)形成。
沟槽11a-1被形成为沿大致与磁头(图中未示出)的记录方向相同的方向延伸。通过在其中以预定方向从稍后描述的纹理形成设备将离子束照射到基板11的表面上的区域中形成沟槽11a-1来形成纹理11a。因此，用于形成根据本发明的沟槽的方法与传统方法完全不同，在传统方法中，通过以非常小的点照射离子束，在所照射区域中形成单个沟槽。
沟槽11a-1沿RAD方向以大致相等的间隔均匀设置。这是与其中以不同间隔形成沟槽的传统机械纹理的显著不同点。由于根据本发明的纹理11a的沟槽11a-1以大致相等的间隔均匀设置，所以形成在纹理11a上的图1所示的种晶层12中产生了均匀的内应力。当通过淀积在种晶层12上的基础层13将记录层18淀积在种晶层12上时，该均匀内应力被施加给记录层18。因此，形成第一和第二磁性层15和17的晶粒的易磁化轴的取向由于均匀内应力的施加而变得均匀。即，在淀积构成第一和第二磁性层15和17的原子和颗粒时，第一和第二磁性层15和17沿CIR方向外延生长，这使得易磁化轴沿CIP方向取向。因此，使得第一和第二磁性层15和17的磁特性(例如，RAD方向上的矫顽力或者取向度)变得均匀，这导致电磁转换特性的改善，例如再生输出的波动减小。应该注意，没有形成种晶层12，纹理11a导致在基础层13中产生内应力。
纹理11的沟槽11a-1的间隔优选地从范围在8nm到33nm的值中选择。通过将沟槽的间隔设定在该范围内，将沟槽的间隔设定为等于记录层18的两至三个晶粒尺寸的长度。因此，如此设定的间隔使得在淀积第一和第二磁性层15和17时，可以有效地产生内应力。因此，可以改善记录层18在RAD方向上的取向度。特别地，当记录层18的晶粒的粒直径为大约4nm到8nm时，可以有效地提供内应力。
此外，纹理11在RAD方向上每1μm的沟槽11a-1的数量优选地被设定为从30到125范围内的数量。优选地，随着第一和第二磁性层15和17的晶粒的尺寸的减小，沟槽的数量增加，更优选地，将沟槽的数量设定在从42到125的范围内。此外，优选地设定在从42到83的范围内，因为还可以获得优异的抗热波动。尽管稍后会说明，但是可以通过控制离子枪的加速电压来控制RAD方向上每1μm的沟槽的数量。
优选地，将沟槽的平均深度设定在从从0.3nm到5.0nm(更优选地，0.3nm到2.0nm)的范围内。如果平均沟槽深度小于0.3nm，则第一磁性层15和第二磁性层17沿RAD方向的取向度不足。另一方面，如果平均沟槽深度超过5.0nm，则记录介质的表面粗糙度恶化，这会导致高密度低浮动式磁存储设备的磁头损坏(crush)。应该注意，沟槽深度是通过以下方式来限定的使用AFM对与沟槽的纵向方向垂直的方向上的剖面结构进行检测，并测量从该剖面结构的谷的最深位置到连接将该谷夹在中间的相邻峰的直线所绘制的直线的长度。平均沟槽深度是对大约40个沟槽的测量深度的平均值。
应该注意，图3A和3B中散布的较暗部分11a-2是在形成纹理之前存在的基板本身的细微不平整部分。另外，如果蚀刻工艺花费很长时间，则较暗部分11a-2的面积倾向于增大，这可以表明蚀刻是形成较暗部分11a-2的一个原因。如果较暗部分11a-2的深度等于或小于5.0nm，则不会有问题，因为这不会导致磁记录介质的输出异常。
图4是其上形成有另一纹理的基板表面的AFM图像。图4示出了在与图3所示不同的纹理形成条件下，通过根据本发明的纹理形成设备形成的纹理。另外，图4的AFM图像是在与图3相同的条件下测量的，并且基板表面的高度与对比度之间的关系与图3的相同。
参照图4，沿CIR方向形成纹理的许多沟槽(较暗部分)。形成在这些沟槽中的纵向方向(CIR方向)的相邻沟槽之间的凸起部分(较亮部分)的长度比图3所示的更短。在这种情况下，尽管RAD方向的沟槽之间的间隔的规则性下降，但是使用该纹理形成的磁记录介质的第一和第二磁性层15和17的取向度为大约1.1，与没有设置纹理的情况相比大大提高了取向度。
根据本实施例，该纹理是由在基板表面上沿大致与记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置的许多沟槽形成的。根据如此形成的纹理，构成第一磁性层和第二磁性层的晶粒的易磁化轴沿记录方向均匀地取向，从而提高了记录方向上的矫顽力以及取向度。因此，改善了磁记录介质的电磁转换特性，并且可以实现可以在其上执行高密度记录的磁记录介质。
下面将说明根据本发明第一实施例的磁记录介质的制造方法。图5A是用于说明根据本发明第一实施例的磁记录介质的制造方法的基板的一部分的剖视图。图5B是根据本发明第一实施例的磁记录介质的剖视图。此处，基板11是盘状基板，以下将对使用基板11制造磁盘的情况进行描述。
首先，在图5A所示的处理中，在对基板11的表面进行清洗和干燥之后，使用纹理形成设备在基板11的表面上形成纹理11a。以下将详细说明纹理形成处理。
图6和7用于说明由纹理形成设备执行的纹理形成方法。图6示出了整个纹理形成设备。图7是该纹理形成设备的平面图。
首先，参照图6，纹理形成设备30在真空室44中配备有基板夹持台31和旋转驱动部分32。将基板11放置在基板夹持台31上。旋转驱动部分32使基板夹持台31绕与基板夹持台31的主表面垂直的旋转轴旋转，从而使基板夹持台31上的基板11旋转。此外，纹理形成设备30配备有排放系统45，其包括用于排空真空室44中的气体并保持真空室44中的真空环境的旋转泵或者涡轮分子泵。
基板11的上方设置有离子枪，用于将离子束照射到基板11上。离子枪35例如可以是Kaufman式离子枪，或者可以是中空阴极式或电子回旋谐振式(ECR)。Kaufman式离子枪是优选的，因为其具有很大的束直径，可以提供直径为几厘米到几十厘米的离子束。另外，考虑到离子束41的优异的线性，Kaufman式离子枪是优选的。
离子枪35包括热阴极36；圆柱磁电管阳极38；线圈39，用于在磁电管阳极38的中心轴方向施加磁场；屏蔽电极37；以及加速电极40，其抽取电离气体并对其进行加速。屏蔽电极37和加速电极40具有许多直径为几百微米的开口部分37a和40a。应该注意，热阴极36、磁电管阳极38和加速电极40中的每一个都与电源(未示出)相连。另外，离子枪35可以配备中和器(neutrizer)，其将热离子释放到由加速电极40进行了加速的离子束中。通过这些热离子，防止其上照射了离子束的基板11的表面11-1和屏蔽板42带电。
以下将说明离子枪35的操作。首先，从热阴极36发射的电子在进行旋转(trochoid)运动的同时被限制在圆柱磁电管阳极38内。受限电子与所提供的气体碰撞，导致气体电离，从而产生气体离子(阳离子)。然后，根据施加给加速电极40的负加速电压，通过开口部分40a抽取气体离子，并对其进行加速以形成离子束41。离子束41沿预定的照射方向照射到基板11的表面上。
如图7所示，离子束41的照射方向被设定为基板11的径向方向(由图7中的箭头X表示)。另外，离子束41的照射方向被设定为相对于与基板11的表面11-1垂直的方向朝基板11的径向倾斜照射角θ的方如1111图6所示。即，离子束41的照射方向位于由基板11的径向(图7所示的方向X)和垂直于基板11的表面的方向并相对于与基板11的表面11-1垂直的方向倾斜照射角θ的方向形成的平面内。因此，通过设定照射方向并照射离子束，在表面11-1上沿圆周方向以自组装的方式形成了许多精细沟槽，并且这些沟槽以大致预定的间隔沿基板11的径向设置。
此处，自组装方式是指自动形成与离子束的截面尺寸相比尺寸非常小的沟槽。即，不是通过挤压离子束来形成单独的沟槽，而是在照射离子束41的区域中同时形成许多沟槽。
此处，优选地将离子束41的照射角θ设定为从45度到70度的范围内的角度。如果照射角θ小于45度或超过70度，则很难形成具有足够深度的沟槽。考虑到形成较深的沟槽，更优选地将照射角θ设定为从55度到65度范围内的角度。
作为用于离子束41的气体，有诸如Ar、Kr、Xe等的惰性气体，并且可以通过彼此混合来使用这些气体中的至少两种。考虑到所形成的沟槽的良好均匀性以及有效形成较深的沟槽，用于离子束的气体优选地为Kr和Xe。
例如，优选地将待提供给离子枪35的气体的量设定为从2sccm到20sccm的范围内的值。此外，优选地将离子束的加速电压(施加给图6的加速电极40的电压)设定为从0.4kV到1.0kV的范围内的值。此外，这些沟槽之间的间隔随着加速电压减小而减小，并且在与沟槽的纵向方向垂直的方向上每单位长度的沟槽的数量倾向于增大。因此，通过根据记录层的晶粒的平均晶粒尺寸来适当选择加速电压，可以获得记录层在圆周方向上的适当取向度。此外，尽管与处理时间相关地适当选择离子束电流，但是优选地将其设定为从10mA到500mA的范围内的值。
此外，如图6所示，可以在利用离子枪35照射离子束41的同时，通过旋转驱动部分32使基板旋转。基板11可以在围绕穿过基板11的中心并垂直于基板11表面的中心轴的旋转方向上旋转，或者可以在两个旋转方向上交替地旋转。例如，旋转速度被设定为大约15转/分钟。应该注意，尽管省略了图示，但是纹理形成设备可以配备有多个离子枪，以同时照射基板11的整个表面，从而形成纹理。在这种情况下，基板11可以旋转，或者可以不旋转。
此外，如图7所示，离子枪35可以设置在基板11的外周侧，以朝向基板11的内周侧照射离子束41。另一方面，尽管省略了图示，但是离子枪35可以设置在基板11的内周侧，以朝向基板11的外周侧照射离子束41。
此外，为了限制离子束41照射到基板11上的范围，可以在用于离子束的加速电极40和基板11之间设置屏蔽板42。对于屏蔽板42的开口42a，优选地将其构造为沿板11的径向方向的细长狭缝。因此，通过设置开口42a，限制了倾向于在基板11的圆周方向上展开的离子束41的照射范围。因此，通过将照射范围限制在圆周方向，沿圆周方向形成沟槽，这实现了偏离圆周方向很少的沟槽。根据具有上述沟槽的纹理，可以提高记录层在圆周方向上的取向度。
使用具有开口部分42a的屏蔽板42时，在如上所述使基板11旋转的同时，将离子束41照射到基板11上。
此外，尽管屏蔽板42的开口部分42a可以具有狭缝的形状，但是可以朝向基板11的外周侧加宽。因此，通过为屏蔽板42设置开口部分42a，可以将照射到基板11的内周侧和外周侧的单位面积上的离子束的量设定为基本上彼此相等。因此，可以在内周侧和外周侧上都形成具有均匀沟槽深度的沟槽。即，由于基板11旋转时，基板11的线速度随着朝向外周侧移动而增大，所以如果开口部分42a的宽度在外周侧和内周侧之间相同，则每单位面积照射的离子束的量会减小。因此，通过将外周侧上的开口部分42a的宽度增大为超过内周侧上的开口部分42a的宽度，来增大每单位面积照射的离子束的量，从而使每单位面积照射的离子束的量相等。应该注意，如果外周侧上开口部分42a的宽度过分增大，则如上所述，沟槽与圆周方向的偏离会增大，考虑记录层在圆周方向上的取向度在记录层的内周侧和外周侧之间的差异来适当地选择开口部分42a的宽度。
图8A和8B是离子枪的屏蔽电极和加速电极的示例的平面图。
参照图8A，分别在离子枪35的屏蔽电极37和加速电极40的细长矩形区域内形成开口37a和40a。由于通过开口37a和40a抽取气体离子，所以将离子束的截面形成为与屏蔽电极37和加速电极40的细长矩形区域相对应的细长矩形形状。通过使离子束的纵向方向与基板11的径向方向匹配，减小了离子束41照射屏蔽板42上的面积41a，这抑制了由于离子束的照射而导致的从屏蔽板42产生微小颗粒。此外，还可以抑制由于离子束的照射而导致的屏蔽板42的磨损。
此外，可以通过由开口部分37a和40a对离子束进行整形，在基板11的表面上的预定范围内照射离子束，而无需设置屏蔽板42。
参照图8B，在离子枪35的屏蔽电极37和加速电极40上的细长椭圆区域中分别设置有开口部分37a和40a。在这种情况下，由于离子束被整形为细长的椭圆形状，所以可以获得与图8A所示示例相同的效果。
图9示出了纹理形成设备的另一示例。应该注意，为了简化附图，在图9中省略了排放系统和旋转驱动部分。
参照图9，纹理形成设备47包括基板夹持组件48，其夹持基板11并使其旋转11离子枪35-1和35-2，其被设置为分别与基板的表面11-1和11-2相对；以及屏蔽板42-1和42-2，其具有开口42a并且分别设置在离子枪35-1和35-2与表面11-1和11-2之间。
纹理形成设备47可以在基板11的两侧同时形成纹理，因为对基板11的各个表面11-1和11-2设置了离子枪35-1和35-2。
应该注意，可以对在基板两侧同时形成纹理的纹理形成设备47进行多种变化和修改。尽管省略了图示，但是离子枪可以设置在从基板的内侧到外侧的方向上。此外，离子枪可以设置为基本上与真空室44的隔离壁垂直，并且基板可以设置在一平面内，以使得这些离子束分别在预定的照射方向上进行照射。
返回图5B，在图5B所示的处理中，使用纯水或者表面活性剂和纯水对其上形成有纹理11a的基板11的表面进行湿洗，例如擦洗。通过进行湿洗，从基板11的表面上去除了在纹理形成处理中形成的基板材料的微小颗粒等。因此，可以防止在形成磁记录介质之后，由于微小颗粒而导致磁记录介质的表面上产生凸起。可以进行超声波清洗而不是擦洗，或者可以组合擦洗和超声波清洗。另外，也可以使用其他已知的清洗方法。应该注意，根据基板材料的微小颗粒等的附着程度，可以使用已知的干式清洗而不是湿洗。
另外，在图5B的处理中，将基板放置在该室中，并使用例如PBN(热解氮化硼)加热器在真空环境下，以大约180℃加热基板11。暂时将该室排空为低于10-5Pa的真空，然后提供Ar气体，以使该室内部的压力变为0.67Pa。
另外，在图5B的处理中，通过溅射方法在形成有纹理11a的基板表面上依次形成种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、第一磁性层15、非磁性耦合层16以及第二磁性层17。具体地，通过DC磁电管方法如下形成这些层12到17暂时将该室排空为低于10-5Pa的真空，然后使该室内的Ar气压为0.67Pa的压力。应该注意，可以在形成非磁性耦合层16或第二磁性层17之前，再次对基板11进行加热。加热温度优选地设定为等于或低于270℃的温度，更优选地，设定为从200℃到240℃范围内的温度。
另外，在图5B的处理中，通过溅射法、化学汽相淀积(CVD)法、过滤阴极电弧(FCA)法等方法，在第二磁性层17上形成保护膜19，例如厚度为2nm的类金刚石碳。应该注意，图5B的从基板加热处理到保护膜形成处理是在该室中进行的，并且优选地，各个处理在不暴露至大气中的情况下执行，在运输过程中也是一样。
另外，在图5B的处理中，利用浸渍法(提升法、液面降低法)、旋涂法、蒸汽注入法等方法，使用通过用有机溶剂稀释上述润滑剂而制备的涂覆液，来形成厚度例如为1.5nm的润滑层20。通过上述处理，制造出根据本实施例的磁记录介质。
依照根据本实施例的制造方法，可以通过使用纹理形成设备在预定方向上将离子束照射到基板表面上，来形成由许多沟槽构成的纹理，这些沟槽沿磁盘的圆周方向延伸，并且以预定的间隔沿径向方向设置。另外，依照根据本实施例的制造方法，因为由许多沟槽构成的纹理是通过将离子束从基板的内侧到外侧照射到基板的表面上而以自组装的方式形成的，所以与其中照射会聚离子束的传统技术相比，可以在更短的时间内容易地形成纹理。因此，可以极大地降低纹理的处理成本，结果，可以降低磁记录介质的制造成本。
图10是根据本发明第一实施例的磁记录介质的变型例的剖视图。在图10中，对上述部分赋予相同的标号，并省略对其的说明。
参照图10，根据第一实施例的变型例的磁记录介质50包括基板11；其上形成有纹理的纹理层51；以如下顺序依次形成在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、第一磁性层15、非磁性耦合层16、第二磁性层17、保护膜19以及润滑层20。除了形成在纹理层51的表面上的纹理51a以外，根据第一实施例的变型例的磁记录介质50具有与磁记录介质10相同的结构。应该注意，尽管种晶层12到保护膜19中的每一个的表面都具有由纹理11a的沟槽导致的不平坦性，但是为了便于说明而省略了该不平坦性的图示。
纹理层51例如由厚度为5nm到100nm的电介质膜形成。对于电介质膜的材料，有金属元素的氧化物、氮化物和碳化物、玻璃材料、陶瓷材料等。更具体地，可以使用二氧化硅、氮化硅、碳化硅等。
本变型例的磁记录介质50的制造方法包括以下处理在清洗和干燥基板11之后形成纹理层51；在纹理层51的表面上形成纹理51a；以及按照与上述第一实施例中参照图5B所说明的相同方式，形成种晶层12到润滑层20。
使用溅射法、真空汽相淀积法、CVD法、电镀法、无电电镀法等方法，由上述材料形成纹理层51。然后，使用图6或图9所示的纹理形成设备30或47在纹理层51的表面上形成纹理51a。形成纹理51a的方法与第一实施例的图5A中所示的处理相同，因此省略对其的说明。
根据本变型例，由于纹理层51是由比玻璃基板更加均质的材料形成的，所以例如通过照射离子束而形成的纹理51a比形成在基板11上的纹理具有更高的一致性，并且可以减小沟槽深度的分布宽度。因此，可以在降低磁记录介质的表面粗糙度的同时，进一步提高磁记录介质的记录层18在记录方向上的取向度。因此，磁记录介质50的电磁转换特性得到改善，并且获得了能够以高记录密度进行记录的磁记录介质。
以下将对根据第一实施例的磁记录介质的结构示例进行说明。
(示例1)将盘状玻璃基板放置在纹理形成设备的真空室中的基板夹持台上，该盘状玻璃基板的表面具有65mm的外径，该表面经过了清洗和干燥。在真空室中形成6.5×10-4Pa的真空之后，向该室内部引入Ar气，并且将该室内部的压力保持在3.3×10-2Pa。将Ar气引入离子枪，并将离子枪的离子束的加速电压设定为1kV，并且将离子束电流设定为500mA，将处理时间设定为120秒。在将形成在以下两个方向之间的角度(照射角)改变为0、30、45、60和75度的同时，将离子束照射到玻璃基板上在径向方向上从外侧垂直于基板的方向；以及照射方向。
使用DC磁电管溅射设备，通过使用其上具有如此形成的纹理的玻璃基板来制造下述磁盘。
形成有纹理的玻璃基板(直径65mm)/种晶层Ru50Al50膜(10nm)/基础层Cr膜(4.5nm)/第一磁性层Co90Cr10膜(2nm)/非磁性耦合层Ru膜(0.7nm)/第二磁性层CoCrPt12B7Cu4膜(15nm)/保护膜碳膜(4.5nm)。
应该注意，括号内的数值表示膜厚度，而化合物的数值以原子百分比(％)表示。
上述层中的每一个都是在以下条件下形成的。在形成Ru50Al50膜之前，使用PBN加热器在真空中以180℃对该玻璃基板进行加热。使用DC磁电管溅射设备在Ar气体环境中(压力0.67Pa)依次形成Ru50Al50膜至Co90Cr10膜。在形成该Ru膜之前，使用PBN加热器在230℃下对已形成的膜进行加热。然后，在Ar气体环境中(压力0.67Pa)通过溅射法形成Ru膜至碳膜。
(示例2)除了通过向离子枪提供Kr气并且将离子束电流设定为250mA来形成纹理以外，按照与示例1相同的方式来制造磁盘。
(示例3)除了通过向离子枪提供Xe气并且将离子束电流设定为250mA来形成纹理以外，按照与示例1相同的方式制造磁盘。
图11A用于说明示例1至3中，记录层在圆周方向上的取向度。图11B用于说明其上形成有纹理的基板的表面的平均沟槽深度。此处，记录层在圆周方向上的取向度被定义为Hcc/Hcr，此处，根据磁滞回线获得磁盘圆周方向上的矫顽力Hcc以及磁盘径向方向上的矫顽力Hcr，该磁滞回线是使用磁性科尔效应测量设备，通过使用振荡采样型磁力计在圆周方向和径向方向施加磁场而测量的。当记录层在圆周方向上的取向度为1.00时，表示构成记录层的第一磁性层和第二磁性层的易磁化轴(c轴)各向同性地在各个磁性层的平面中取向，还表示当记录层在圆周方向上的取向度增大时，易磁化轴在圆周方向上的取向得到更大的促进。
应该注意，沟槽的深度是如下获得的利用AFM获得在与沟槽的纵向方向垂直的方向上的沟槽的剖面结构，并对从该剖面结构中的谷的最深位置到连接夹着该谷的相邻峰的直线所绘制的直线的长度进行测量。平均沟槽深度是大约40个沟槽的测量深度的平均值。图11B中的数值以nm为单位。
参照图11A，在示例1至示例3中，记录层在圆周方向上的取向度超过1.00的条件是倾斜角在45度到70度的范围内。此外，应该理解，记录层在圆周方向上的取向度从示例1到示例2增大，并且从示例2到示例3进一步增大。即，应该理解，当改变为离子束的气体的原子质量越大时，记录层在圆周方向上的取向度越高。
参照图11B，考虑示例2和示例3中的基板表面的平均沟槽深度，应该理解，记录层的取向度随着平均沟槽深度的增大而升高。
(比较示例1)为了比较纹理，使用形成机械纹理的纹理形成设备在与示例1相同的盘状玻璃基板上形成纹理。作为形成机械纹理的条件，在使基板旋转的同时，向压靠在基板表面上的衬垫提供平均颗粒直径为0.1μm的金刚石浆料，从而形成该机械结构。
图12A是表示示例3(照射角为60度)中的基板表面的剖面结构的曲线图。图12B是表示示例3(照射角为60度)中的基板表面的沟槽深度的分布的曲线图。图13A是表示比较示例1中的基板表面的剖面结构的曲线图。图13B是表示比较示例1中的基板表面的沟槽深度的分布的曲线图。图14A是表示在形成纹理之前玻璃基板表面的剖面结构的曲线图。图14B是表示在形成纹理之前基板表面的沟槽深度的分布的曲线图。下文中，示例3(照射角为60度)表示在上述示例3中其上已通过将照射角设定为60度形成了纹理的基板，并且为了方便，可以称之为示例3-60。
图12A和图13A表示通过AFM设备在与沟槽的纵向方向垂直的方向上测量的剖面结构。图14A表示在任意方向上测量的剖面结构。图12B、图13B和图14B分别表示具有在图12A、图13A和图14A所示的剖面结构中测量的沟槽深度(与图中的水平轴相对应)的沟槽的直方图。
参照图12A和图13A，对于混合在一起的幅值和周期，比较示例1的机械纹理的剖面结构具有大波动(wave)和小波动，因此，具有较少的周期性，并且沟槽之间的间隔不均匀，而示例3-60的剖面结构中的沟槽和峰是周期性的，并且这些沟槽以基本上均匀的间隔设置。此外，可以理解，示例3-60的沟槽深度基本上是均匀的。
参照图12B和图13B，图13B所示的比较示例1的机械纹理的直方图在沟槽深度的较深侧具有延伸的裙部(skirt part)。即，在比较示例1中，形成了许多深度比峰值位置的沟槽深度大的沟槽，这导致在将峰值位置处的沟槽深度设定为基准时，沟槽深度的分布宽度很大。
另一方面，如图12B所示，示例3-60的纹理的沟槽深度的直方图的裙部与比较示例1的相同。示例3-60的峰值位置处的沟槽深度与比较示例的峰值位置处的沟槽深度相比要大。因此，示例3-60的从峰值位置到沟槽的较深侧的裙部的端部的距离与比较示例1相比要短。即，应该理解，示例3-60的纹理具有与比较示例1相比深度更均匀的沟槽。此外，由于示例3-60的相对于峰的对称性优异，所以该纹理可以产生均匀的内应力。
参照图12A和图14A，应该理解，示例3-60的剖面结构中的沟槽和峰比形成参考示例的纹理之前基板表面的沟槽和峰更有周期性。此外，参照图12B和图14B，应该理解，与形成参考示例的纹理之前的基板表面相比，示例3-60中形成了具有均匀深度的沟槽。
(示例4)除了将Xe气引入离子枪、将离子枪的离子束的加速电压设定为0.5kV、将离子电流设定为250mA、将处理时间设定为109秒，并将形成在与基板垂直的方向和离子束到玻璃基板上的照射方向之间的角度设定在60度以外，以与示例1相同的方式来形成磁盘。
图3A所示的图像是其上形成有示例4的纹理的基板表面的AMF图像。参照图3A，以大约18nm的间隔沿RAD方向形成沟槽。沟槽的数量为55每μm。另一方面，形成在示例1的基板表面上的纹理的沟槽以大约27nm的间隔沿RAD方向设置，并且沟槽的数量为37每μm。
在示例1中，离子束的加速电压为1kV，而示例4的加速电压为0.5kV。因此，根据示例1和示例4，可以通过降低加速电压来减小沟槽的间隔，这导致每单位长度的沟槽的数量增加。因此，当记录层的晶粒的颗粒直径减小时，可以利用降低的加速电压来形成纹理，从而增大记录层在圆周方向上的取向度。
图15为示例4的磁盘表面的AFM图像。图15的AFM图像是在与图3所示相同的条件下测量的，并且基板表面的高度与对比度之间的关系与图3的相同。
参照图15，在示例4的磁盘的表面上，即保护膜表面的一部分上，辨认出沿CIR方向延伸的多个沟槽。这表示图3所示的形成在基板表面上的纹理的不均匀性传递给了Ru50Al50膜，并进一步传递给碳膜。
(示例5)将盘状玻璃基板放置在纹理形成设备的真空室中的基板夹持台上，该盘状玻璃基板具有65mm的外径，其表面经过了清洗和干燥，并且在将真空室排空为6.5×10-4Pa的真空之后，向该真空室内引入Ar气，并且将该真空室内的压力维持在3.3×10-2Pa的真空。然后，将Xe气引入离子枪，并将离子枪的离子束的加速电压设定为1.0kV、0.5kV和0.3kV。将离子束电流设定为250mA，并且将处理时间设定为111至120秒。此外，在将以下两个方向之间的角度(照射角)设定为60度的同时，将离子束照射到玻璃基板上照射方向；以及沿径向方向从外侧垂直于基板的方向。
对如此获得的三种形成有纹理的玻璃基板进行擦洗。然后，使用形成有纹理的玻璃基板，通过DC磁电管溅射设备来制造具有如下结构的磁盘。
形成有纹理的玻璃基板(直径65mm)/种晶层Ru50Al50膜(10nm)/基础层Cr膜(5.0nm)、Cr75Mo25膜(2nm)/第一磁性层Co90Cr10膜(2nm)/非磁性耦合层Ru膜(0.7nm)/第二磁性层CoCr18Pt11B8Cu3膜(15nm)/保护膜碳膜(4.0nm)。
应该注意，括号内的各个数值都表示膜厚度，而化合物的各个数值都以原子％表示。
上述磁盘的每一层都是如下形成的。在将DC磁电管溅射设备的膜形成室排空至1.0×10-5Pa之后，引入Ar气，并使用PBN加热器在Ar气环境中(压力0.67Pa)以180℃对玻璃基板进行加热。然后，依次形成从Ru50Al50膜到Co90Cr10膜的每一层膜。然后，再次使用PBN加热器在真空中以240℃对其进行加热，然后，使用DC磁电管溅射设备在Ar气环境中(压力0.67Pa)形成Ru膜、CoCr18Pt11B8Cu3膜，以及碳膜。应该注意，使用通过将离子束的加速电压设定为1.0kV、0.5kV和0.3kV形成纹理的基板的磁盘分别被称为示例5-1、5-2和5-3。
为了进行比较，与实施例5相似，使用其上形成有上述示例1的机械纹理的基板来制造磁盘。下文中，将这种磁盘称为比较示例2。
图16表示示例5-1、5-2和5-3以及比较示例2的磁盘的纹理形成条件、纹理以及特性。矫顽力、残余磁化膜积以及矫顽力角度形状比是沿纹理的纵向方向，即，沿圆周方向测量的特性。应该注意，残余磁化膜积与Mr2×t2和Mr1×t1之间的差(Mr2×t2-Mr1×t1)相对应，其中Mr2和t2是Co90Cr10膜的残余磁化和膜厚，而Mr1和t1是CoCr18Pt11B8Cu3膜的残余磁化和膜厚。残余磁化取向度是通过使用振动采样型磁力计(VSM)对磁盘的圆周方向和径向方向的残余磁化进行测量，并根据一关系(残余磁化取向度＝圆周方向的残余磁化/径向方向的残余磁化)而获得的。
参照图16，根据示例15-1至15-3，随着离子束的加速电压的降低，所形成的纹理的平均表面粗糙度降低。此外，随着离子束的加速电压的降低，平均沟槽宽度降低并且每1微米的沟槽数量减少。
图17是表示示例5-1至5-3中的纹理的平均沟槽宽度与离子束的加速电压之间的关系的曲线图。参照图17，应该理解，离子束的加速电压与纹理的平均沟槽宽度具有良好的负相关性。
因此，可以理解，可以通过离子束的加速电压来控制纹理的表面特性，并且还可以高精度地控制纹理的沟槽宽度。
此外，返回图16并对示例5-1至5-3和比较示例2进行比较，可以理解，由离子束形成的纹理可以形成宽度比机械纹理的沟槽小的沟槽。在机械纹理的情况下，必须使用微小的研磨剂来形成精细的纹理。然而，在制造过程中，很难长时间地保持研磨剂良好的分散性。因此，很难以良好的制造稳定性来形成精细的机械纹理。此外，为了调整机械纹理的沟槽深度和沟槽宽度，需要从多种材料中选择平均颗粒直径和颗粒直径分布。此外，需要对分散设备进行复杂的控制，以在形成纹理时维持研磨剂颗粒的分散性。相反，根据本发明的离子束的纹理形成能够非常容易地形成精细的纹理，并且纹理结构的可控性良好。因此，根据离子束的纹理形成具有以下优点与传统的机械纹理相比，还可以更容易地实现制造稳定性。
对于磁盘的磁特性和电磁转换特性，示例5-1和5-2与比较示例2相比，具有残余磁化的较高取向度，以及较高的矫顽力角度形状比，并具有较高的分辨率和较高的S/Nm。示例5-1具有几乎与比较示例2相同的纹理的表面结构特性，但是获得了与比较示例2相比更好的磁特性和电磁转换特性。这被认为是由于显微结构(即，例如各个沟槽的形状)导致的，并且沟槽之间的凸起部分的结构在根据离子束的纹理和机械纹理之间不同。
此外，比较示例5-1至5-3，示例5-1和5-2与示例5-3相比具有更高的磁特性(残余磁化的取向度和矫顽力角度形状比)和更高的电磁转换特性(分辨率和S/Nm)。其原因被认为如下。
Murao等人(Japanese applied society report，Vol.25，p.p.616-618(2002))提出当Cr膜的平均颗粒直径减小为纹理的沟槽宽度的一半时，换句话说，如果沟槽的宽度大于Cr膜的平均颗粒直径的两倍，则晶格中会产生变形，并且该变形导致磁性层的易磁化轴沿圆周方向取向。
当通过发射式电子显微镜来测量实施例5-2的磁盘的CoCr18Pt11B8Cu3膜的晶粒直径时，143个晶粒的平均直径为7.62nm(143个晶粒的颗粒直径的平均值)。Cr膜(CoCr18Pt11B8Cu3膜的基础)被认为具有与CoCr18Pt11B8Cu3膜几乎相同的平均颗粒直径。
此外，示例5-1和5-2的纹理的平均沟槽宽度分别为29nm和18nm，并且大于平均颗粒直径的两倍。另一方面，实施例5-3的纹理的平均沟槽宽度为14nm，小于平均颗粒直径的两倍。根据上述报告中的相同效果，示例5-1和5-2的纹理的平均沟槽宽度(其大于Cr膜的平均颗粒直径)与示例5-3相比具有更好的易磁化轴的取向，示例5-3的纹理的平均沟槽宽度比Cr膜的平均颗粒直径要小。因此，认为示例5-1和5-2具有优于示例5-3的磁特性和电磁转换特性。因此，应该理解，可以通过根据磁记录介质的基础膜(例如Cr膜)的平均颗粒直径，利用离子束的加速电压来控制纹理的沟槽宽度，从而获得磁性层的良好磁特性和电磁转换特性。
应该注意，基板的平均表面粗糙度、沟槽宽度和平均沟槽深度是使用AFM测量的。磁特性是使用振动采样型磁力计测量的。电磁转换特性是使用复合型磁头测量的，该复合型磁头具有彼此集成为一体的商业化的回转台、记录元件和GMR元件。分辨率是根据记录密度367.8kFCI的平均输出/记录密度92.0kFCL的平均输出×100的关系获得的。此外，根据367.8kFCI的再生输出与介质噪声之比获得S/Nm。
图18是表示示例5-1和5-2的残余磁化随时间流逝的变化的曲线图。随时间流逝而变化的残余磁化是如下测量的对沿纹理的纵向方向对从示例5-1和5-2的磁盘切下的样本进行磁化，同时沿与磁化方向相反的方向施加1kOe的磁场。
参照图18，示例5-1和5-2的残余磁化的减少与比较示例2相比得到了更大的抑制。即，可以理解，示例5-1和5-2在残余磁化的热稳定性方面优于比较示例2。通常，残余磁化的热稳定性是记录密度增大时减小的特性。因此，可以理解，根据示例5-1和5-2的磁盘适用于高密度记录。
此外，由于示例5-2的残余磁化的减少速率比示例5-1的要低，所以可以理解，示例5-2优于示例5-1。这被认为是因为示例5-2的易磁化轴在圆周方向上的取向度高于示例5-1，并且圆周方向上的单轴各向异性常数Ku增大。
根据示例5-1到5-3，可以通过使用由离子束形成的纹理基板来制造磁记录介质，从而实现适用于高密度记录的磁记录介质。
(第二实施例)图19是表示根据本发明第二实施例的磁记录介质的一部分的剖视图。在图16中，与上述部分相同的部分被赋予相同的标号，并且省略对其的说明。在第二实施例中，以使用盘状基板来形成磁记录介质的情况作为示例进行说明。
参照图19，根据第二实施例的磁记录介质60包括磁道区域61(在该磁道区域上记录信息或从该磁道区域再现信息)和磁道间区域62。
磁道区域61和磁道间区域62以同心的方式设置。每一个磁道区域61都具有与第一实施例基本相同的结构。即，每一个磁道区域61都包括基板11，在其表面上沿圆周方向形成有具有许多沟槽的纹理11a；以及依次淀积在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、第一磁性层15、非磁性耦合层16、第二磁性层17和保护膜19。此外，磁道间区域62包括其上形成有纹理11a的基板11；以及依次淀积在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14和保护膜19。即，在磁道间区域62中，没有设置第一磁性层15、非磁性耦合层16和第二磁性层17，这些层一起形成记录层18。
通过将这些层形成到第二磁性层17然后通过蚀刻去除各个磁道间层62中的记录层18，按照与根据第一实施例的磁记录介质相同的方式形成磁记录介质60。具体地，在第二磁性层17的表面上形成光刻胶层，并对与磁道间区域相对应的图案进行曝光和显影，以对各个磁道间区域的第二磁性层17进行曝光。然后通过离子铣削法或RIE法对记录层18的多个部分进行蚀刻。此时，可以对非磁性中间层14进行蚀刻，进而对基础层13和种晶层12进行蚀刻。另一方面，可以仅去除第二磁性层。然后，去除光刻胶膜，并形成保护膜，以覆盖磁道区域61的蚀刻表面和第二磁性层17，并完成该磁记录介质。
依照根据第二实施例的磁记录介质60，可以通过在相邻磁道区域61之间设置其中没有设置记录层18的磁道间区域62，来抑制或防止所谓的侧面消磁(side erase)，这种侧消磁会由于记录磁场沿磁头的宽度方向泄漏到磁道区域61，而删除相邻磁道区域61的信息。此外，可以消除相邻磁道区域61之间的磁相互作用，这减少了磁记录介质60的介质噪声。
此外，依照根据第二实施例的磁记录介质60，根据形成在基板11的表面1a上的纹理11a，磁道区域61在圆周方向上的取向度得到提高，该圆周方向是记录层18的记录方向。
因此，由于即使通过减小各个磁道区域61的宽度来增大磁道密度(圆周方向上的每单位长度的磁道区域61的数量)，记录层18在圆周方向上的取向度也很高，所以再生输出很高，并且可以实现高密度记录。
图20是根据本发明第二实施例的磁记录介质的变型例的剖视图。在图17中，与前述部分相同的部分被赋予相同的标号，并且省略对其的说明。
参照图20，除了磁道区域61所在的基板表面高于磁道间区域62所在的基板表面以外，根据第二实施例的变型例的磁记录介质65具有与根据第二实施例的磁记录介质60相同的结构。磁记录介质65包括基板11，其上在圆周方向上形成有具有许多沟槽的纹理11a；以及依次淀积在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、第一磁性层15、非磁性耦合层16、第二磁性层17以及保护膜19。
基板11包括设置在与磁道区域61相对应的位置处的所谓的岸台区域(land area)11L，以及设置在与磁道间区域62相对应的位置处的沟槽区域11G。岸台区域11L和沟槽区域11G形成为同心结构。将岸台区域11L与沟槽区域11G之间的水平面差异设定为大于第二磁性层17的厚度。根据上述设置，相邻磁道区域61被磁道间区域62间隔开，因此可以消除磁道区域61之间的磁相互作用。
在岸台区域11L和沟槽区域11G的表面上沿圆周方向形成与根据第一实施例的磁记录介质相同的纹理11a。应该注意，纹理11a可以仅形成在岸台区域11L的表面上。
在磁记录介质65的制造方法中，将光刻胶膜形成在基板11的表面上，利用具有沟槽区域11G的图案的掩模使该表面暴露在紫外光束或X射线下，并进行显影，以对与沟槽区域相对应的基板表面进行曝光。然后，通过离子铣削法或RIE法对基板11的该表面进行蚀刻，以形成沟槽区域，然后去除该光刻胶。
随后，按照与磁记录介质相同的方式，在基板11的表面上形成纹理，并使用溅射设备形成从种晶层12到保护膜19的多个层。此外，可以在保护膜19上形成润滑层。
在第二实施例的变型例的纹理形成处理中，根据上述传统的机械纹理形成方法很难使衬垫与岸台区域11L相接触，从而很难在基板11的表面上的岸台区域11L上形成机械纹理。另一方面，如参照图6所说明的，可以使用根据本发明的纹理形成方法，通过将离子束照射到岸台区域11L的表面上，在该表面上均匀地形成纹理。此外，由于可以使用与在基板的平坦表面上形成纹理相同的条件，所以可以容易地形成纹理。
此外，作为在基板11的表面上形成岸台区域和沟槽区域的方法，通过电子束绘图预先形成具有与岸台区域相对应的凹入部分和与沟槽区域相对应的凸起部分的压模。随后，在基板11的表面上形成抗蚀剂膜。在抗蚀剂膜的形成过程中，将该压模按压在该抗蚀剂膜上，从而以下述的结构形成抗蚀剂膜与岸台区域相对应的部分凸起，而与沟槽区域相对应的部分凹入。随后，利用离子铣削法或RIE法对位于与岸台区域相对应的位置处的基板表面进行曝光。此外，在改变离子种类后，通过离子铣削法或RIE法对该基板表面进行蚀刻，从而形成沟槽区域。然后去除抗蚀剂膜。根据上述处理，在基板11的表面上形成了岸台区域11L和沟槽区域11G。
在根据第二实施例的变型例的磁记录介质65中，通过在基板11的表面上形成岸台区域11L和沟槽区域11G，可以免除对第二磁性层17的蚀刻，这防止了出现由于蚀刻而产生的细小颗粒所导致的诸如信号丢失的故障。此外，根据第二实施例的变型例的磁记录介质65具有与根据本发明第二实施例的磁记录介质60相同的效果。
应该注意，在根据第二实施例和根据第二实施例的变型例的磁记录介质中，与图10所示的第一实施例的变型例类似，可以在基板11和种晶层12之间设置纹理层51，以在纹理层51的表面上形成纹理51a，而不是在基板11的表面上形成纹理11a。
此外，尽管在根据第二实施例及其变型例的磁记录介质中省略了保护膜19上的润滑层，但是也可以设置与根据第一实施例的磁记录介质类似的润滑层。此外，在根据第二实施例及其变型例的磁记录介质中，可以与第一实施例类似地设置种晶层12和非磁性中间层14，或者可以不是始终设置种晶层12和非磁性中间层14。
(第三实施例)图21是表示根据本发明第三实施例的磁记录介质的一部分的剖视图。在图21中，以上描述过的部分被赋予相同的标号，并省略对其的说明。在本实施例中，以使用盘状基板来形成磁记录介质的情况为例进行说明。
参照图21，根据本实施例的磁记录介质70包括磁道区域61，在该磁道区域61上记录信息或者从该磁道区域61再现信息；以及间隔开相邻磁道区域61的磁道间区域62。每一个磁道区域61都在沿圆周方向设置的相邻记录单元71之间设置有记录单元71和单元间区域72。
磁记录介质70与图16所示的根据第二实施例的磁记录介质的不同之处在于每一个磁道区域61都包括由单元间区域72沿圆周方向彼此间隔开的许多记录单元71。
每一个记录单元71都包括基板11，其上形成有具有许多沟槽的纹理11a；以及依次淀积在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、记录层74和保护膜19。
各个单元间区域72和各个磁道间区域62都包括其上形成有纹理11a的基板11；以及依次淀积在基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14和保护膜19。
一个记录单元用作最小记录单元。即，一个记录单元的记录层74用作仅可以在一个方向上磁化的单磁畴的磁体。由于相邻记录单元71由单元间区域72间隔开，所以消减了相邻记录单元71的记录层74之间的磁相互作用，这防止了介质噪声的增大。
此外，当记录层18与在根据第二实施例的磁记录介质60的磁道区域中一样在圆周方向上连续时，向第一和第二磁性层15和17的铁磁性材料中添加Cr，以通过在相邻晶粒的边界上形成非磁性区域(包含大量Cr的区域)的Cr的隔离使晶粒彼此间隔开。晶粒的边界用作在相反方向上对两个相邻磁化区域进行隔离的边界部分。另一方面，由于在磁记录介质70的记录层74中，记录单元71由单元间区域72间隔开，所以可以减少Cr的含量，或者无需添加Cr。因此，由于可以对记录层74使用包含极少Cr或者根本不含Cr的铁磁性材料，即，具有更高饱和磁通量密度的铁磁性材料，所以记录单元71的磁化状态也是热稳定的。
作为记录层74的这种材料，有Co和CoCr(Cr含量高于0原子％，并且等于或小于25原子％)。此外，作为记录层74的材料，有CoCrTa、CoCrPt和CoCrPtB，它们具有高于0原子％并且等于或小于20原子％的Cr含量；以及CoCrPt-M2(M2＝B、Mo、Nb、Ta、W、Cu以及从上述元素的合金中选择的一种)。
记录层74可以由与根据第一实施例的磁记录介质的第一磁性层15或第二磁性层17相同的铁磁性材料形成。此外，记录层74可以具有与根据第一实施例的磁记录介质相似的层叠结构，该层叠结构由第一磁性层15、非磁性耦合层16以及第二磁性层17形成。
图22是根据本发明第三实施例的磁记录介质的一部分的平面图。即，图22是图21所示的磁记录介质的平面图。
参照图22，由于沿圆周方向(CIR方向)在基板11的表面上形成有纹理11a，所以记录单元71的记录层74的易磁化轴沿圆周方向取向。因此，沿圆周方向的单轴各向异性增加，使得可以容易地将记录层74制成为单磁畴，并防止了记录层74被制成为多磁畴。在根据图22和图23所示的第三实施例的第二示例和第三示例的磁记录介质中分别会产生该相同的情况。
根据磁记录介质70的线性记录密度和磁道(truck)密度来适当地选择记录单元71的尺寸。例如，当线性记录密度(CIR方向的记录密度)为40kbit/mm(1.0Mbit/英寸)时，将记录单元71的长度CL1设定为例如20nm，而将单元间区域72的长度CG1(即相邻记录单元之间在CIR方向上的间隙)设定为例如5nm。考虑到消除相邻记录单元71之间的磁相互作用，优选地将单元间区域72的长度CG1设定为等于或大于0.5nm。应该注意，线性记录密度的单位“bit”是指一个反方向磁化。
此外，当磁道密度(RAD方向的磁道密度)为40k磁道/mm(1.0M磁道/英寸)时，将记录单元71的宽度CW1(即磁道区域61的宽度)设定为例如20nm，并且将单元间区域72的宽度设定为例如5nm。通过上述设定，线性记录密度和磁道密度被分别设定为40kbit/mm和40k磁道/mm，而每单位面积的记录密度为1.6Mbit/mm2(1Tbit/平方英寸)。
尽管根据记录单元71的长度CL1和宽度CW1、单元间区域72的长度CG1和记录层74的厚度来适当地选择记录层74在圆周方向(CIR方向)上的矫顽力，但是即使在矫顽力小于传统磁记录介质的记录层74中，也可以实现高记录密度，这是因为记录单元71具有非常小的退磁场以及从相邻记录单元71接收的非常小的磁相互作用。将记录层74在圆周方向(CIR方向)上的矫顽力设定为从7.9kA/m到395kA/m的范围内的值。
图23是根据本发明第三实施例的变型例的磁记录介质的一部分的平面图。在图23中，与以上说明过的部分相同的部分被赋予相同的标号，并省略对其的说明。
参照图23，磁记录介质80具有记录单元81，每一个记录单元81都具有圆形形状(或者椭圆形状)。除了各个记录单元81的形状改变以外，磁记录介质80具有与根据第三实施例的记录介质相同的结构。如果可以消除相邻记录单元81之间的磁相互作用，则记录单元81的结构并不限于圆形形状或椭圆形状。
根据第三实施例的变型例的磁记录介质80具有与根据第三实施例的磁记录介质相同的效果。
应该注意，根据第三实施例及其变型例的磁记录介质的制造方法与根据第二实施例的磁记录介质的相同，因此省略对其的说明。
图24是根据本发明第三实施例的另一变型例的磁记录介质的剖视图。在图24中，与前面说明过的部分相同的部分被赋予相同的标号，并省略对其的说明。
参照图24，除了其上存在记录单元71的基板表面被形成为比其上形成有磁道间区域的基板表面高以外，根据第三实施例的另一变型例的磁记录介质85具有与根据第三实施例的磁记录介质基本相同的结构。磁记录介质85包括基板11，其上沿圆周方向形成有具有许多沟槽的纹理11a；以及依次淀积在上述基板11上的种晶层12、基础层13、非磁性中间层14、记录层74以及保护膜19。
基板11具有设置在与记录单元相对应的位置处的凸起区域11C，以及设置在与单元间区域72相对应的位置处的凹入区域11G。凸起区域11C和凹入区域11G沿圆周方向设置。凸起区域11C和凹入区域11G之间的水平面差优选地设定为大于记录层74的厚度。因此，相邻记录单元71由单元间区域72彼此间隔开，从而消除了相邻记录单元71之间的磁相互作用。
在基板11的凸起区域11C和凹入区域11G的表面上沿大致圆周方向形成纹理11a，该纹理11a与根据第一实施例的磁记录介质的纹理11a相同。图24表示具有长周期的不平坦性的纹理11a。这表示以下状态形成纹理11a的多个沟槽彼此交叉或者被形成为稍微偏离圆周方向。
应该注意，纹理11a可以仅形成在凸起区域11C的表面上，并且不需在凹入区域11G的表面上形成纹理11a。
磁记录介质85的制造方法与根据第二实施例的变型例的磁记录介质的相同，因此省略对其的说明。应该注意，在纹理形成处理中，根据形成传统机械纹理的方法很难使衬垫以均匀的压力接触基板11的凸起区域11C，因此很难在凸起区域11C的表面上均匀地形成纹理11a。然而，可以使用参照图6所说明的根据本发明的纹理形成方法，通过将离子束照射到基板11的表面上，在凸起区域11C的表面上均匀地形成纹理。此外，由于可以使用与在基板的平坦表面上形成纹理相同的条件，所以可以容易地形成纹理。
可以通过在基板11的表面上形成凸起区域11C和凹入区域11G，来形成根据第三实施例的另一变型例的磁记录介质85，而无需对记录层74进行蚀刻，这消除了由于蚀刻所产生的细小颗粒而导致的诸如信号丢失的故障。
此外，根据第三实施例的该另一变型例的磁记录介质85具有与根据第三实施例的磁记录介质70相同的效果。
应该注意，在根据第三实施例以及第三实施例的变型例的磁记录介质中，与图10所示的第一实施例的变型例相似，可以在基板11和种晶层12之间设置纹理层51，从而在纹理层51的表面上形成纹理51a，而不是在基板11的表面上形成纹理11a。
此外，尽管在根据第三实施例以及第三实施例的变型例的磁记录介质中省略了保护膜19上的润滑层，但是也可以设置与根据第一实施例的磁记录介质相似的润滑层。此外，可以与第一实施例类似地设置种晶层12和非磁性中间层14，或者可以不是始终设置种晶层12和非磁性中间层14。
(第四实施例)第四实施例涉及一种磁存储设备，其配备有根据第一到第三实施例及其变型例的磁记录介质之一。
图25是根据本发明第四实施例的磁存储设备的平面图。参照图25，磁存储设备90具有外壳91。在外壳91中设置有通过芯轴(图中未示出)驱动的轴毂92、固定在轴毂92上并通过轴毂92旋转的磁记录介质93、致动器单元94、安装在致动器单元94上并且可以沿磁记录介质93的径向方向移动的臂95和悬架96，以及由悬架96支撑的磁头98。记录/再现头77是再现头和感应式记录头的复合型头，再现头是磁阻元件(MR元件)、巨磁阻元件(GMR元件)或者隧道磁阻元件(TMR元件)。磁存储设备90本身的基本结构是已知的，因此省略对其的说明。
根据本实施例的磁存储设备90具有磁记录介质93的特征。磁记录介质93是下述磁记录介质之一根据第一实施例以及第一实施例的变型例的磁记录介质；根据第二实施例以及第二实施例的变型例的磁记录介质；以及根据与第三实施例以及第三实施例的变型例的磁记录介质。磁记录介质93具有形成在基板或纹理层的表面上的纹理，该纹理在基板表面上具有许多沟槽，这些沟槽沿大致与记录方向垂直的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置。因此，磁记录介质93的记录层在圆周方向上的取向度很高，这实现了磁存储设备90的高记录密度。
应该注意，根据本实施例的磁存储设备90的结构并不限于图25所示，并且记录/再现头98并不限于上述结构，而是可以使用已知的记录/再现头。
应该注意，尽管作为磁记录介质93的示例对磁盘进行了说明，但是也可以使用带状基板而不是盘状基板，例如，使用由聚酰亚胺等制成的塑料膜的PET带、PEN带或磁带。当记录方向与塑料膜的纵向方向匹配时，通过在由塑料膜的宽度方向和与其表面垂直的方向形成的平面内，在上述照射角到与该表面垂直的方向的方向上照射离子束，来形成纹理。
本发明并不限于具体公开的实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行多种变化和修改。
权利要求
1.一种磁记录介质，用于通过在预定记录方向上对记录层进行磁化来记录信息，该磁记录介质包括基板；形成在所述基板上的基础层；以及形成在所述基础层上的所述记录层，该磁记录介质的特征在于在所述基础层下面形成有具有多个沟槽的纹理，所述沟槽沿大致与所述预定记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与所述预定记录方向垂直的方向设置。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述纹理形成在所述基板的表面上。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，还包括形成在所述基板上的纹理层，并且所述沟槽形成在所述纹理层的表面上。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述沟槽是通过将离子束沿预定方向照射到所述基板的表面上，以自组装的方式形成的。
5.根据权利要求4所述的磁记录介质，其中，所述沟槽以大致预定的间隔沿与所述记录方向垂直的方向设置。
6.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述基板具有圆形形状，并且所述沟槽是沿所述基板的圆周方向形成的。
7.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述预定间隔是从8nm到33nm的范围内的值中选择的。
8.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，在与所述记录方向垂直的方向上，每1微米具有的所述沟槽的数量在30到125的范围内。
9.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述纹理包括多个凸起部分，每一个凸起部分都具有沿与所述记录方向垂直的方向向上凸起的横截面，每一个凸起部分都设置在相邻沟槽之间并且沿记录方向延伸。
10.根据权利要求2所述的磁记录介质，其中，包括其上形成有所述纹理的表面在内的所述基板的至少一部分由非晶材料或者多晶材料制成。
11.根据权利要求3所述的磁记录介质，其中，所述纹理层由非晶材料或者多晶材料制成。
12.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述基板从包括玻璃基板、镀NiP铝合金基板、硅基板、塑料基板、陶瓷基板以及碳基板的组中选择。
13.根据权利要求2所述的磁记录介质，其中，包括其上形成有所述纹理的表面在内的所述基板的至少一部分由电介质材料制成。
14.根据权利要求13所述的磁记录介质，其中，所述电介质材料从包括金属氧化物、金属氮化物以及金属碳化物的组中选择。
15.根据权利要求3所述的磁记录介质，其中，所述纹理层由电介质材料形成。
16.根据权利要求15所述的磁记录介质，其中，所述电介质材料从包括金属氧化物、金属氮化物以及金属碳化物的组中选择。
17.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述基础层由Cr或Cr-X合金制成，其中X是从包括Mo、W、V、B以及上述材料的合金的组中选择的材料。
18.根据权利要求1所述的磁记录介质，还包括所述基板和所述基础层之间的种晶层，其中所述种晶层由从以下材料中选择的材料形成非磁性NiP、非磁性CoW、非磁性CrTi和包含三种或更多种元素的合金，以及以上述材料作为主要成分的合金。
19.根据权利要求1所述的磁记录介质，还包括层叠在所述基础层上的第一磁性层、非磁性耦合层以及第二磁性层，其中所述第一磁性层和所述第二磁性层彼此交换耦合，并且在没有施加外部磁场的状态下，所述第一磁性层的磁化方向与所述第二磁性层的磁化方向平行但彼此相反。
20.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述记录层包括下述材料的磁性层，该材料是从包括Co、Ni、Fe、Ni基合金、Fe基合金、CoCr、CoCr基合金、CoCrTa、CoCrTa基合金、CoCrPt以及CoCrPt合金的组中选择的。
21.一种磁记录设备，其包括形成在基板上并且沿记录方向延伸的多个磁道区域，这些磁道区域沿与所述记录方向垂直的所述磁道区域的宽度方向设置；以及分别设置在所述多个磁道区域中的相邻磁道区域之间的多个磁道间区域，该磁记录设备的特征在于所述多个磁道区域中的每一个都包括形成在所述基板上的基础层和形成在所述基础层上的记录层；所述多个磁道区域中的所述相邻磁道区域中的所述记录层的部分由所述多个磁道间区域之一彼此分离；并且在所述基础层下面形成有具有多个沟槽的纹理，这些沟槽沿大致与预定记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与所述预定记录方向垂直的方向设置。
22.根据权利要求21所述的磁记录设备，其中，所述基板具有与所述磁道区域相对应的表面部分，该表面部分从与所述磁道间区域相对应的表面突起。
23.一种磁记录设备，其包括形成在基板上并且沿记录方向延伸的多个磁道区域，这些磁道区域沿与所述记录方向垂直的所述磁道区域的宽度方向设置；以及分别设置在所述多个磁道区域中的相邻磁道区域之间的多个磁道间区域，该磁记录设备的特征在于所述多个磁道区域中的每一个都包括沿所述记录方向设置的多个记录单元，以及分别夹在所述多个记录单元中的相邻记录单元之间的多个单元间区域；所述记录单元中的每一个都包括形成在所述基板上的基础层和形成在所述基础层上的记录层；所述多个记录单元中的相邻记录单元中的所述记录层由所述多个单元间区域之一彼此分离；并且在所述基板的表面上形成有具有多个沟槽的纹理，这些沟槽沿大致与所述记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与所述记录方向垂直的方向设置。
24.根据权利要求23所述的磁记录设备，其中，所述基板的表面包括与所述记录单元相对应并且从与所述单元间区域相对应的表面部分突起的表面部分，并且所述纹理形成在与所述记录单元相对应的所述表面部分上。
25.根据权利要求23所述的磁记录设备，其中，所述记录层由从包括Co、CoCr和CoCrPt-M2的组中选择的铁磁性材料形成，其中M2是从B、Mo、Nb、Ta、W、Cu和上述金属的合金中选择的金属，并且Co和CoCr中的任意一个的铁磁性材料具有大于0原子％并且等于或小于25原子％的Cr含量。
26.根据权利要求23所述的磁记录设备，其中，所述多个记录单元中的每一个上的所述记录层都沿一个方向磁化。
27.根据权利要求26所述的磁记录设备，其中，所述记录层沿面内方向的矫顽力被设定在7.9kA/m到395kA/m的范围内。
28.根据权利要求23所述的磁记录设备，其中，所述纹理形成在与所述记录单元相对应的表面部分上。
29.根据权利要求23所述的磁记录设备，其中，所述多个记录单元中的每一个都具有大致矩形形状或大致椭圆形状的横截面。
30.一种基板，其被构造为在磁记录介质中使用，该磁记录介质用于通过在预定记录方向上对记录层进行磁化来记录信息，所述基板包括其上形成有所述记录层的表面，所述基板的特征在于所述表面上形成有纹理，所述纹理具有多个沟槽，这些沟槽沿大致与所述预定记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与所述记录方向垂直的方向设置。
31.一种基板，其被构造为在磁记录介质中使用，该磁记录介质用于通过在预定记录方向上对记录层进行磁化来记录信息，所述基板的特征在于纹理层；以及形成在所述纹理层的表面上的纹理，所述纹理具有多个沟槽，这些沟槽沿大致与所述预定记录方向平行的方向延伸，并且以大致预定的间隔沿与所述记录方向垂直的方向设置。
32.一种基板，其被构造为在盘状磁记录介质中使用，该基板具有形成在其表面上的纹理，该纹理具有形成在所述表面上并沿所述基板的圆周方向延伸的多个沟槽，所述多个沟槽是通过将离子束沿预定方向照射到所述基板的所述表面上，以自组装的方式形成的。
33.一种基板，其被构造为在盘状磁记录介质中使用，所述基板的特征在于所述基板具有纹理层，该纹理层具有其上形成有纹理的表面，该纹理具有形成在所述表面上并沿所述基板的圆周方向延伸的多个沟槽，所述多个沟槽是通过将离子束沿预定方向照射到所述纹理层的所述表面上，以自组装的方式形成的。
34.一种磁存储设备，其包括根据权利要求1所述的磁记录介质；以及记录和再现头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件。
35.一种磁存储设备，其包括根据权利要求21所述的磁记录介质；以及记录和再现头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件。
36.一种磁存储设备，其包括根据权利要求23所述的磁记录介质；以及记录和再现头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件。
37.一种磁盘设备，其包括磁盘；以及记录和再现头，包括具有磁阻元件的记录元件和再现元件，其中所述磁盘包括盘状基板；形成在所述基板上的基础层；形成在所述基础层上的记录层；以及纹理，该纹理具有形成在所述基板上的多个沟槽，这些沟槽沿所述基板的圆周方向延伸，并以大致预定的间隔沿所述基板的径向方向设置。
38.一种磁记录介质的制造方法，该磁记录介质具有基板，并通过在预定记录方向上对形成在该基板上的记录层进行磁化来记录信息，所述制造方法包括以下步骤在所述记录层下面形成纹理；以及在所述纹理上形成基础层，其中形成所述纹理的所述步骤包括通过沿预定方向照射离子束来形成多个沟槽，这些沟槽沿所述记录方向延伸。
39.根据权利要求38所述的制造方法，其中，形成所述纹理的所述步骤在其上形成有所述记录层的所述基板上形成所述沟槽。
40.根据权利要求38所述的制造方法，还包括以下步骤在其上形成有所述记录层的所述基板上形成电介质膜，其中形成所述纹理的所述步骤在所述电介质膜上形成所述沟槽。
41.根据权利要求38所述的制造方法，其中，所述预定方向位于由垂直于所述记录方向的方向和与所述基板的表面垂直的方向所限定的平面内，并且所述预定方向相对于与所述基板的所述表面垂直的方向倾斜预定的照射角。
42.根据权利要求38所述的制造方法，其中，所述预定方向位于由所述基板的大致径向方向和与所述基板的所述表面垂直的方向所限定的平面内，并且所述预定方向相对于与所述基板的所述表面垂直的方向倾斜预定的照射角。
43.根据权利要求41所述的制造方法，其中，所述照射角被设定为相对于与所述基板的表面垂直的方向从45度到70度的范围内的角度。
44.根据权利要求42所述的制造方法，其中，所述照射角被设定为相对于与所述基板的表面垂直的方向从45度到70度的范围内的角度。
45.根据权利要求43所述的制造方法，其中，在所述基板上方设置屏蔽板，用来为基板屏蔽所述离子束，并且所述屏蔽板在所述基板的径向方向上具有细长开口。
46.根据权利要求44所述的制造方法，其中，在所述基板上方设置屏蔽板，用来为基板屏蔽所述离子束，并且所述屏蔽板在所述基板的径向方向上具有细长开口。
47.根据权利要求42所述的制造方法，其中，所述离子束具有沿预定方向的细长矩形或椭圆形的束形状，并且照射所述离子束，使得所述预定方向与所述基板的径向方向匹配。
48.根据权利要求42所述的制造方法，其中，使所述基板转动的同时，朝向所述基板照射所述离子束。
49.根据权利要求38所述的制造方法，还包括以下步骤根据所述离子束的加速电压，控制所述沟槽在与所述记录方向垂直的方向上的间隔。
50.根据权利要求38所述的制造方法，其中，所述离子束是从包括Ar离子束、Kr离子束以及Xe离子束的组中选择的。
51.一种纹理形成设备，其包括真空室；在其上放置基板的基板夹持组件，该基板夹持组件设置在所述真空室中；以及设置在所述基板的表面上方的离子照射单元，该纹理形成设备的特征在于所述离子照射单元将离子束沿预定方向照射到所述基板的表面上，从而在所述基板的表面上形成沿预定方向延伸的多个沟槽。
52.根据权利要求51所述的纹理形成设备，其中，所述离子照射单元包括电离部分，其对从包括Ar、Kr和Xe的组中选择的至少一种惰性气体进行电离；以及加速电极，其从所述电离部分中抽取电离气体并对所抽取的电离气体进行加速，所述加速电极具有用于使电离气体通过的多个开口，这些开口位于沿预定方向的细长矩形或椭圆形区域中。
53.根据权利要求51所述的纹理形成设备，还包括所述离子照射单元和所述真空室中的所述基板之间的屏蔽板，其中所述屏蔽板具有沿预定方向的细长矩形开口。
54.根据权利要求51所述的纹理形成设备，还包括旋转驱动部分，用于使所述基板夹持组件旋转。
全文摘要
磁记录介质及其制造方法、磁存储设备、基板及纹理形成设备。磁记录介质(10)具有可以提高记录层(18)的取向度的纹理(11a)。该磁记录介质通过在记录方向上对记录层(18)进行磁化来记录信息。基础层(13)形成在基板上。记录层(18)形成在基础层(13)上。具有多个沟槽(11a－1)的纹理(11a)形成在基础层(13)下面。沟槽(11a－1)沿大致与记录方向平行的方向延伸，并以大致预定的间隔沿与记录方向垂直的方向设置。
文档编号G11B5/82GK1801334SQ20051012377
公开日2006年7月12日 申请日期2005年11月22日 优先权日2004年11月22日
发明者佐藤贤治 申请人:富士通株式会社