磁记录介质的制作方法_2

文档序号:8367532阅读:来源:国知局
iAl)合金、CoFe合金等结晶质材料;FeTaC、CoFeNi、CoNiP等微结晶质材料;CoZrNb、 CoTaZr等的包含Co合金的非晶质材料。软磁性衬底层20的膜厚的最佳值依赖于磁记录 所使用的磁头的结构和特性。在通过与其它层连续成膜形成软磁性衬底层20的情况下,从 与可生产性的平衡来看,优选软磁性衬底层具有IOnm~500nm的范围内(包含两端)的膜 厚。
[0034] 为了确保软磁性衬底层20和基底层30之间的密合性,也可以在这些层之间任意 选择性地设置密合层(未图示)。用于形成密合层的材料包含附、1、1&、0、1?11等金属、包 含上述金属的合金。密合层也可以是单一的层,也可以具有多个层的叠层结构。
[0035] 本实施方式的基底层30具有第一基底层32a和第二基底层34a的叠层结构。基底 层30的膜厚考虑基底层30所希望的持久性、磁记录层40 (磁性晶粒42)所希望的结晶性 以及垂直磁记录介质所要求的记录、再现特性和可生产性而决定。基底层30优选具有2~ 50nm的范围内的膜厚。
[0036] 第一基底层32a具有(001)取向的NaCl结构。另外,用于形成第一基底层32a的 材料含有选自由Cr、V、Ti、Sc、Mo、Nb、Zr、Y、A1和B构成的组中的至少一种元素的氮化物。 由Cr、V、Ti、Sc、Mo、Nb、Zr、Y、Al和B构成的组中的氮化物易于采取NaCl型的结晶结构, 相对于真空的表面能减小为0. 2~0. 6J/m2,且与FePt的界面能比OJ/m2小。第一基底层 32a的膜厚考虑第一基底层32a所希望的持久性、磁性晶粒42所希望的结晶性以及垂直磁 记录介质所要求的记录、再现特性和可生产性而决定。第一基底层32a优选具有2~50nm 的范围内的膜厚。
[0037] 第二基底层34a形成在第一基底层32a上,且由多个独立的岛状区域构成。用于 形成第二基底层34a的材料含有选自由Mg、Ca、Co和Ni构成的组中的至少一种元素。用于 形成第二基底层34a的材料含有上述元素的氧化物或氮化物。用于形成第二基底层34a的 材料更优选含有上述元素的氧化物。上述元素的氧化物易于采取NaCl型的结晶结构,相对 于真空的表面能大概为I. 〇J/m2的较大的值,且与FePt的界面能比OJ/m2大。构成第二基 底层34a的多个岛状区域具有3~IOnm的平均直径。多个岛状区域分别利用具有0. 1~ 3nm的平均宽度的隔开区域(耗尽区域)从邻接的岛状区域分离。隔开区域是第一基底层 32a实质上露出的区域。第二基底层34a的平均膜厚考虑表面粗糙度而决定。在此,第二基 底层34a的平均膜厚是指不将堆积的材料均匀地分布于多个岛状区域,而使堆积的材料均 匀地分布于被成膜面积整体的情况下的膜厚。第二基底层34a优选具有0. 1~2nm的范围 内的平均膜厚。
[0038] 如后述,在第二基底层34a上形成磁记录层40的磁性晶粒42,因此,第二基底层 34a优选具有在(001)面上取向的NaCl结构。
[0039] 通常的薄膜形成工序中,在生长初期形成多个岛状区域。特别是在薄膜材料与其 下层的润湿性小且薄膜材料相对于真空的表面能较大的情况下,形成比较大的膜厚的岛状 区域。这是由于,减小薄膜材料相对于下层的接触面积,且相对于真空的接触面积也要变 小。在此,生长初期是指,薄膜材料覆盖其下层的整个表面之前的阶段。另外,薄膜材料与 其下层的润湿性较小是指,下层的材料相对于真空的表面能比薄膜材料和下层材料之间的 界面能小。上述第一基底层32a的材料(包含选自由Cr、V、Ti、Sc、Mo、Nb、Zr、Y、Al和B 构成的组中的至少一种元素的氮化物)和第二基底层34a的材料(包含选自由Mg、Ca、Co 和Ni构成的组中的至少一种元素)满足该关系,因此,认为促进岛状区域的形成。
[0040] 磁记录层40由柱状的磁性晶粒42和晶界部44构成,具有利用晶界部44分开磁 性晶粒42的(包围)粒状结构。磁性晶粒42各自主要包含磁性材料,并利用非磁性材料 构成的晶界部44从邻接的磁性晶粒磁分离。为了提高垂直磁记录介质的记录密度,优选磁 性晶粒42以较短的节距(Pitch)排列。另一方面,从记录的信号(磁化)的热波动的防止 以及再现特性的提高的观点来看,磁性晶粒42自身优选具有较大的尺寸。因此,晶界部44 只要可达成磁性晶粒42间的磁分离,就优选具有尽可能小的宽度。本发明中,优选磁性晶 粒42具有3~IOnm的直径,且晶界部具有0· 1~3nm的宽度。
[0041] 本发明中,磁性晶粒42在与非磁性基体10的主平面(即,垂直磁记录介质的主平 面)垂直的方向上具有易磁化轴。磁性晶粒42优选由!^、型有序合金形成。可以使用的 Lltl型有序合金包含CoPt合金、FePt合金和对这些合金添加 Ni或Cu的合金。
[0042] 另一方面,晶界部44优选以对磁性晶粒42固溶较少的材料形成。可使用的材料 包括:氧化物材料、碳系材料以及氧化物材料和碳系材料的混合物。可使用的氧化物材料包 含SiO 2、TiO2、MgO等。可以使用的碳系材料包含碳以及B4C、BC、SiC等碳化物。
[0043] 本实施方式中,磁记录层40的磁性晶粒42位于第二基底层34a上。即,在构成第 二基底层34a的多个独立的岛状区域上形成磁性晶粒42。另一方面,磁记录层40的晶界部 44位于第二基底层34a的隔开区域,且形成在第一基底层32a上。这是由于,晶界部44的 材料和第一基底层32a(位于第二基底层34a的隔开区域)的材料的界面能比晶界部44的 材料和第二基底层34a的材料的界面能小。这样,通过控制基底层30的结构,能够控制磁 记录层40的结构,并得到具有优异的特性的磁记录层40。在此,基底层30的结构的控制可 通过由多个独立的岛状区域构成的第二基底层34a的形成而达成。另外,控制的磁记录层 40的结构包含磁性晶粒和晶界部的配置、磁性晶粒的粒径和晶界部的宽度。
[0044] 或磁记录层40还可以具有包含多个磁性材料层的叠层结构。在该情况下, 在磁性材料层各自之间配置交换结合控制层而形成交换结合复合(Exchange Coupled Composite,ECC)结构,可以作为1个磁记录层发挥作用。本发明中,多个磁性材料层中,至 少与基底层30接触的磁性材料层具有粒状结构。也可以使用具有两个以上的粒状结构的 磁性材料层形成ECC结构。在使用具有两个以上的粒状结构的磁性材料层的情况下,优选 以在与非磁性基体10的主平面垂直的方向上重叠的方式配置磁性晶粒42和晶界部44各 自。通过采用上述的配置,各个磁性材料层的磁性晶粒42经由交换结合控制层结合,且被 非磁性的晶界部44隔开,而形成贯通多个磁性材料层的独立的磁化颠倒单位。
[0045] 磁记录层40的膜厚考虑垂直磁记录介质所要求的记录、再现特性而决定。磁记录 层40通常具有5~50nm范围内(包含两端)的膜厚。
[0046] 保护层50可以使用以碳为主体的材料等的在该技术中已知的任意材料形成。保 护层也可以为单一层,也可以具有叠层结构。具有叠层结构的保护层50可以使用例如具有 不同的性质的2种碳材料的组合、金属和碳材料的组合或氧化物和碳材料的组合来形成。
[0047] 液体润滑剂层60可以使用全氟聚醚系润滑剂等的在该技术中已知的任意润滑剂 形成。
[0048] 叠层在非磁性基体10上的各层可以使用在磁记录介质的技术领域中已知的任意 技术形成。软磁性衬底层20、密合层、基底层30、磁记录层40和保护层50能够使用溅射法 (例如DC磁控溅射法、RF溅射法)、真空蒸镀法、CVD法那样的技术形成。另外,液体润滑 剂层60能够使用浸渍法、旋涂法那样的涂布法形成。另外,在包含Ll tl型有序合金的磁记 录层40的形成中,通常可使用伴随基板加热的溅射法(例如DC磁控溅射法、RF溅射法)。 但是,各构成层的形成方法不限定于上述示例的技术。
[0049] 本发明第二实施方式的磁记录介质的特征在于,至少包括非磁性基体、基底层和 设在上述基底层上的磁记录层,上述基底层具有(001)取向的NaCl结构,且包括第一基底 层和第二基底层,第一基底层含有选自由Mg、Ca、Co和Ni构成的组中的至少一种元素的 氧化物,第二基底层网状地形成在第一基底层上且含有选自由Cr、V、Ti、Sc、Mo、Nb、Zr、Y、 Al和B构成的组中的至少一种元素,上述磁记录层具有由磁性晶粒和晶界部构成的粒状结 构。在图2所示的例子中,本发明第二实施方式的磁记录介质包括:非磁性基体10、软磁性 衬底层20、包括第一基底层32b和第二基底层34b的基底层30、由磁性晶粒42和晶界部44 构成的磁记录层40、保护层50和液体润滑剂层60。在此,软磁性衬底层20、保护层50和液 体润滑剂层60是也可以任意选择性地设置的层。
[0050] 本实施方式的非磁性基体10、软磁性衬底层20、密合层、保护层50和液体润滑剂 层60与第一实施方式所记载的各个构成要素相同。
[0051] 本实施方式的基底层30具有第一基底层32b和第二基底层34b的叠层结构。基 底层30的膜厚考虑基底层30所希望的持久性,磁性晶粒42所希望的结晶性以及垂直磁记 录介质所要求的记录、再现特性和可生产性而决定。基底层30优选具有2~50nm的范围 内的膜厚。
[0052] 第一基底层32b具有(001)取向的NaCl结构。另外,用于形成第一基底层32b的 材料含有选自由Mg、Ca、Co和Ni构成的组中的至少一种元素的氧化物。第一基底层32b的 膜厚考虑第一基底层32b所希望的持久性、磁记录层40所希望的结晶性以及垂直磁记录介 质所要求的记录、再现特性和可生产性而决定。第一基底层32b优选具有2~50nm的范围 内的膜厚。
[0053] 第二基底层34b形成在第一基底层32b上且由网状区域构成。用于形成第二基底 层34b的材料含有选自由Cr、V、Ti、Sc、Mo、Nb、Zr、Y、Al和B构成的组中的至少一种元素。 用于形成第二基底层34b的材料优选含有上述元素的氧化物或氮化物。用于形成第二基底 层34b的材料更优选含有上述元素的氮化物。构成第二基底层34b的网状区域具有0. 1~ 3nm的平均宽度。网状区域将具有3~IOnm的平均直径的多个隔开区域包围。第二基底 层34b的平均
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