专利名称：磁记录介质和磁存储器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及采用面内磁记录法的磁记录介质和磁存储器。
背景技术：
磁存储器例如磁盘驱动器近年来一直并且继续广泛应用于储存数字化的动画数据或者音乐数据。尤其是家庭中使用磁存储器来储存动画数据，从而取代传统的家用录像机，而且由于其访问速率高、体积小、容量大，因此磁存储器的市场正在迅速增长。由于要记录大量数据，例如动画数据，所以要求磁存储器具有尽量大的存储容量。到目前为止，磁存储器的记录密度每年提高100％。为了进一步提高记录密度，必须发展技术，从而进一步提高磁记录介质和磁记录头的记录密度。
一种提高磁记录介质的记录密度的方法是减小介质噪音，从而提高介质信噪比。介质噪音由直流退磁噪音和转变噪音构成。如果记录层是金属膜，则转变噪音在介质噪音中占主导。转变噪音取决于磁化转变宽度a，因此，如果磁化转变宽度a减小，则转变噪音相应减小。据报道，磁化转变宽度a由以下等式表示(参见T.C.Arnoldussen等，IEEE Trans.Magn.，36，(2000)第92-97页)。
a=3.25×(1.89-1.11S*)(Mr×d)×df/Hc]]>其中S*表示记录层的矫顽力方形度，Mr表示记录层的剩余磁化，d表示记录层厚度，df表示磁记录介质和磁记录头之间的有效磁间距，以及Hc表示记录层的矫顽力。
从上述等式可以看出，为了减小磁化转变宽度a，只需要提高矫顽力方形度S*，或者减小Mr×d的积，或者提高矫顽力Hc。特别地，矫顽力方形度S*的提高或者Mr×d的积的减小可以仅通过减小记录层的厚度d来实现。即，在记录层中，晶粒在厚度方向上生长的同时，也在宽度方向上生长。通过减小记录层厚度d，可以抑制晶粒在宽度方向上生长。结果，改善了晶粒的小型化，而且提高了矫顽力方形度S*。
另一方面，为了提高记录层的矫顽力Hc，例如，当记录层由基于CoCrPt的合金形成时，提高Pt的含量是有效的。通过提高矫顽力Hc，可以减小磁化转变宽度a，而且这有望提高记录层中所记录的剩余磁化的长期稳定性，换句话说，可以提高记录层耐热波动性。
例如，日本特开2001-52330公开了这个领域的技术。
但是，减小记录层厚度d会导致再生输出下降。而且，随着记录层厚度d的减小和晶粒的小型化，在记录层中磁性形成的最小记录区所占的体积减小，而且记录层的耐热波动性恶化。
而且，当通过添加Pt来提高由基于CoCrPt的合金形成的记录层的矫顽力Hc时，如果Pt添加过量，则记录层的母相CoCr相的晶体结构变形，这将降低记录层的晶体性能，反过来不利地提高了介质噪音并降低了记录层的耐热波动性。而且，在记录层中记录数据时，这会导致为反转记录层的磁化而施加的记录磁场的加大，而且降低了例如重写性能等记录性能。换句话说，通过仅仅提高记录层中的Pt含量来提高矫顽力Hc，即使提高了矫顽力Hc，也不能减小介质噪音，而减小噪音是最初的目的，而且，最后会降低耐热波动性。
发明内容
本发明的总的目的是解决现有技术的一个或多个问题。
本发明更加具体的目的是提供一种磁记录介质和磁存储器，所述磁记录介质和磁存储器可以提高记录层的矫顽力Hc和提高记录层的信噪比，而不降低记录层的耐热波动性，并且可以实现高密度记录。
本发明的第一方面是提供一种磁记录介质，所述磁记录介质包括基底；在基底上由晶体材料形成的籽晶层；在籽晶层上的粒径控制层；在粒径控制层上的底层；和在底层上的记录层，其中，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成。
根据本发明，在由晶体材料形成的籽晶层上提供有粒径控制层，该粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成。该粒径控制层作为在粒径控制层上的底层的生长核，来控制底层中的颗粒直径，从而在底层中确保良好的颗粒尺寸分布。而且，由于籽晶层由晶体材料形成，这有助于提高粒径控制层和底层的晶体性能。因此，记录层的晶体在具有良好的粒径分布和良好的晶体性能的底层上生长，而且记录层从底层继承了良好的粒径分布和良好的晶体性能。结果，可以提供其记录层具有良好粒径分布的磁记录介质，而且该磁记录介质因而可以具有提高的矫顽力Hc和提高的信噪比，而不降低耐热波动性，因而实现高密度记录。
作为一个实施方式，该籽晶层可以由包括B2晶体结构的合金形成。由于籽晶层的B2晶体结构，可以提高籽晶层和底层之间的晶体匹配性，由此进一步提高了底层的晶体性能。
作为一个实施方式，该粒径控制层的平均厚度可以设定在从0.1nm到5nm的范围内。该粒径控制层可以形成为散布的膜或者连续的膜。如下所述，将该平均厚度规定为假定形成连续膜时的平均厚度。当粒径控制层形成散布的层时，该平均厚度对应于在实际形成的粒径控制层的散布部分区域的平均厚度。
这样，规定了在有关区域中粒径控制层的平均厚度，而且在籽晶层上淀积散布层或连续的薄膜作为在其上形成的底层的生长核。尤其是当粒径控制层淀积成散布层而暴露出其下的底层时，底层与籽晶层接触，从而提高底层的晶体性能。
本发明的第二方面是提供一种磁存储器，所述磁存储器包括磁记录介质；记录单元；和包括磁阻再生元件的记录和再生单元，其中，所述磁记录介质包括基底；在基底上由晶体材料形成的籽晶层；在籽晶层上的粒径控制层，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成；在粒径控制层上的底层；和在底层上的记录层。
根据本发明，由于该磁记录介质包括在记录方向上具有高矫顽力Hc和良好信噪比的记录层，所以可以提供能实现高密度记录的磁存储器。
本发明的第三方面是提供一种磁盘驱动器，所述磁盘驱动器包括磁盘介质；以及记录和再生单元，其中，所述磁记录介质包括基底盘；在基底盘上由晶体材料形成的籽晶层；在籽晶层上的粒径控制层，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成；在粒径控制层上的底层；和在底层上的记录层。
根据本发明，由于该磁记录介质包括在记录方向上具有高矫顽力Hc和良好信噪比的记录层，所以可提供能够高密度记录的磁盘驱动器。
通过下文给出的优选实施方式的详细说明并参考附图，本发明的上述和其它目的、特性以及优点将更明显。
图1是说明根据本发明的磁记录介质的基本结构的横截面示意图；图2是说明根据本发明第一实施方式的磁记录介质的例子的横截面示意图；图3是说明根据本发明第一实施方式的磁记录介质的另一个例子的横截面示意图；图4是说明根据本发明第二实施方式的磁存储器的主要部分的示意图，该磁存储器具有本发明的磁记录介质。
具体实施例方式
图1是说明根据本发明的磁记录介质的基本结构的横截面示意图。
如图1所示，磁记录介质包括基底11、在基底上的籽晶层12、在籽晶层12上的粒径控制层13、在粒径控制层13上的底层14以及在底层14上的记录层19。本发明的发明人发现，当粒径控制层13由晶体材料在籽晶层12上形成为散布或者连续的层时，提高了记录层19在面内方向上的矫顽力Hc，而且改善了记录层19的信噪比。例如，粒径控制层13可以是Ag膜或者W膜。
具体而言，将粒径控制层13在籽晶层12上淀积成散布层或者连续薄膜以用作形成在籽晶层12上的底层14的生长核。从生长核开始，在底层14上，底层14的晶粒14a开始生长，并且记录层19的晶粒19a进一步开始生长。即，底层14的晶粒14a和记录层19的晶粒19a的直径分布根据粒径控制层13的生长核的排布而确定。据认为，如果粒径控制层13由Ag膜或者W膜形成，则粒径控制层13的生长核将均匀分布，而且这可以减小记录层19的晶粒19a的粒径分布宽度。
通常，当晶粒的粒径较小时，则晶粒的单轴各向异性常数较小。当单轴各向异性常数小时，则记录层19的矫顽力Hc降低。在本发明的磁记录介质中，由于粒径分布宽度减小，这减少了小晶粒的数目，即减少了引起记录层矫顽力Hc下降的晶粒数目，因此，可以提高记录层19的矫顽力Hc。
这里，例如，“晶粒的粒径分布宽度”可以定义为所研究的晶粒的最大直径的FWHM(半峰值全宽度)，例如，在横坐标为记录层19的晶粒的粒径，纵坐标为统计数量的坐标系中，从粒径的频率分布图中测量得到FWHM。
而且，由于籽晶层12由晶体材料形成，而且粒径控制层13在晶体籽晶层12上形成，所以粒径控制层13可以保持良好的晶体性能。而且，当粒径控制层13形成为散布的层时，底层14与晶体籽晶层12接触；因此，底层14可以保持良好的晶体性能。
即，由于可以减小记录层19中晶粒的粒径分布宽度，所以可以得到记录层19的晶体性能。据认为，这可以提高记录层19的面内方向上的矫顽力Hc，并提高记录层19的信噪比。
下面，将参考附图对本发明的优选实施方式进行介绍。
第一实施方式图2是说明根据本发明第一实施方式的磁记录介质的一个例子的横截面示意图。
如图2所示，磁记录介质10包括基底11、在基底上的籽晶层12、在籽晶层12上的粒径控制层13、在粒径控制层13上的底层14、在底层14上的非磁性中间层15、在非磁性中间层15上的记录层19、保护膜20和润滑层21。该记录层19是包括第一磁性层16、非磁性耦合层17和第二磁性层18的堆叠结构。
对基底11没有限制，例如，基底11可以是玻璃基底、带有NiP涂层的铝合金基底、硅基底、塑料基底、陶瓷基底或者碳基底。
在基底11的表面上，可以沿着记录方向形成具有多个凹槽的纹理(当磁记录介质10是磁盘时，该记录方向沿着圆周方向)，例如，这种纹理可以是机械纹理。由于这种纹理，第一磁性层16和第二磁性层18的易磁化轴可以沿着记录方向对齐。除了在基底11表面上形成这种纹理外，还可以在如下述图3中的第二实施方式的磁记录介质的第一磁性层表面上形成该纹理。
籽晶层12由晶体金属或者合金或者金属间化合物形成。籽晶层12还可以由包括B2晶体结构的合金形成，优选由AlRu合金或者NiAl合金形成。当使用这种材料时，可以提高籽晶层12上粒径控制层13的晶体性能。
优选地，籽晶层12的厚度设置在从5nm到100nm的范围内，而且较厚的籽晶层12是更加优选的，因为较厚的籽晶层12具有更好的晶体性能。在现有技术的磁记录介质中，底层直接设置在籽晶层上，而且公认优选较薄的籽晶层。具体而言，在现有技术的磁记录介质中，如果籽晶层变厚，则构成籽晶层的晶粒直径增大，而且较大的晶粒直径被底层和记录层所继承，导致介质噪音的增加。因此，在现有技术中，将籽晶层制作得较薄，从而防止籽晶层的晶粒直径增大。但是，由于薄籽晶层的晶体性能不够好，因此在现有技术中，很难提高底层的晶体性能。
相反，在本发明中，由于在籽晶层12上设置了用于控制晶粒直径的粒径控制层13，所以粒径控制层13可以控制晶粒直径，并且可以使用厚籽晶层12，以便提高籽晶层12的晶体性能。结果，底层14可以同时获得对晶粒直径的良好控制和良好的晶体性能。
粒径控制层13可以由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成。优选将上述金属作为单一元素而使用。更加优选粒径控制层13由Ag或者W形成，或者由含Ag的合金和含W的合金形成。即，用Ag或者W作为主要成分，添加其它元素。
粒径控制层13可以在籽晶层12表面上淀积成散布或者连续膜，并且优选粒径控制层13是散布膜。换句话说，粒径控制层13不是在膜的面内方向上延伸的连续膜，而是包括离散部分，就像散布的岛。优选籽晶层12暴露在两个相邻岛之间。为了形成这种粒径控制层13，必须减少用于淀积粒径控制层13的材料量。
例如，当通过溅射来淀积粒径控制层13时，以预定的溅射功率来溅射由构成粒径控制层13的材料形成的溅射靶。当这样产生的溅射粒子在籽晶层12上开始淀积时，首先形成散布部分(岛)。然后，当淀积继续进行时，岛在面内方向上生长，形成连续膜。当仅仅希望形成散布部分(岛)时，则在岛彼此连接形成连续膜之前停止溅射。
粒径控制层13的平均厚度可以在从0.1nm到5nm的范围内，并且优选为0.1nm到4nm的范围。
例如，可以按如下方法测量粒径控制层13的平均厚度。采用不同的溅射功率值，形成不同厚度的连续粒径控制层；采用荧光X射线厚度计，测定连续粒径控制层的厚度；然后确定溅射功率与连续粒径控制层的厚度之间的关系；利用这种关系，确定粒径控制层的厚度。因此，如果粒径控制层13的厚度在上述的从0.1nm到5nm或者优选从0.1nm到4nm的范围内接近下限值时，则粒径控制层13很可能形成为散布膜，而且，如果粒径控制层13的厚度在上述范围内接近上限值时，则粒径控制层13很可能形成为连续膜。有时，可能不清楚粒径控制层13是散布的还是连续的。
底层14具有bcc晶体结构，而且底层14由Cr或者Cr-X1合金形成(其中X1表示Mo、W、V、B、Mo之一)。优选地，将底层14的厚度设置在从3nm到10nm的范围内。如果底层14由Cr-X1合金形成，则当将非磁性中间层15设置在底层14上时，可以提高底层14和非磁性中间层15之间的晶体匹配性能，而且这可以进一步提高第一磁性层16和第二磁性层18的晶体性能。
底层14可以是包括由Cr或者Cr-X1合金形成的多个层的复合层。利用复合层，可以抑制底层14中的晶粒生长，并进一步抑制第一磁性层16和第二磁性层18中的晶粒生长。
当粒径控制层13淀积成散布膜时，形成底层14来覆盖籽晶层12和粒径控制层13。在此情况下，以粒径控制层13作为生长核，底层14在籽晶层12上生长，而且，如果籽晶层12由包括B2晶体结构的合金形成，则籽晶层12与底层14间的晶体匹配性能非常好，这进一步提高了底层14的晶体性能。
非磁性中间层15设置在记录层19和底层14之间，而且由以下非磁性材料形成，该非磁性材料用具有hcp结构(六方密堆积结构)的Co-X2表示，其中X2表示Cr、Ta、Mo、Mn、Re、Ru和它们的合金中的一种。非磁性中间层15的厚度设置在从0.5nm到5.0nm的范围内，优选地，在从0.5nm到3.0nm的范围内。
非磁性中间层15在底层14的表面上外延生长，而且继承了底层14的良好的粒径分布和良好的晶体性能。此外，非磁性中间层15还可以影响在非磁性中间层15上外延生长的第一磁性层16和第二磁性层18的良好的粒径分布和良好的晶体性能。
非磁性中间层15还可以是包括由Co或者Cr-X2合金形成的多个层的复合层。而且，还可以省略非磁性中间层15。
记录层19是包括第一磁性层16、非磁性耦合层17和第二磁性层18的堆叠结构。第一磁性层16和第二磁性层18具有交换耦合结构，即，第一磁性层16和第二磁性层18由通过非磁性耦合层17的反铁磁性交换耦合来耦合。
当没有施加外部磁场时，在面内方向上对齐的第一磁性层16的磁化和第二磁性层18的磁化彼此反平行。
第一磁性层16由铁磁性材料例如Co、Ni、Fe、基于Co的合金、基于Ni的合金或者基于Fe的合金形成。第一磁性层16的厚度设置在从0.5nm到20nm的范围内。在基于Co的合金中，优选CoCr、基于CoCr的合金、CoCrTa、基于CoCrTa的合金、CoCrPt和基于CoCrPt的合金。尤其是考虑到第一磁性层16中晶粒的粒径控制，更优选第一磁性层16由CoCr-M1形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金属的合金。而且，考虑到提高第二磁性层18的晶体取向，优选将第一磁性层16形成为包括多个铁磁性层的复合层。
非磁性耦合层17可以由Ru、Rh、Ir、基于Ru的合金、基于Rh的合金或者基于Ir的合金形成，其中，Rh和Ir具有fcc结构(面心立方结构)，而Ru具有hcp结构(六方密堆积结构)。
当非磁性耦合层17上的第二磁性层18具有hcp结构时，优选非磁性耦合层17由Ru和基于Ru的合金形成。特别地，当第二磁性层18由具有hcp结构的基于CoCrPt的合金形成时，因为基于CoCrPt的合金的晶格常数等于0.25nm，而Ru的晶格常数等于0.27nm，这接近于基于CoCrPt的合金的晶格常数，所以优选非磁性耦合层17由Ru或者基于Ru的合金形成。基于Ru的合金可以包括Ru与Co、Cr、Fe、Ni或Mn的合金，或者Ru与这些金属的合金的合金。
非磁性耦合层17的厚度设置在从0.4nm到1.2nm的范围内。通过将非磁性耦合层17的厚度设置在这个范围内，第一磁性层16和第二磁性层18可以由通过非磁性耦合层17的反铁磁性交换耦合来耦合。
第二磁性层18由铁磁性材料例如Co、Ni、Fe、基于Co的合金、基于Ni的合金或者基于Fe的合金形成。第二磁性层18的厚度设置在从5nm到20nm的范围内。在基于Co的合金中，优选CoCr、基于CoCr的合金、CoCrTa、基于CoCrTa的合金、CoCrPt和基于CoCrPt的合金。尤其是考虑到第二磁性层18中晶粒的粒径控制，和第一磁性层16一样，更优选第二磁性层18由CoCr-M1形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金属的合金。而且，考虑到第二磁性层18的各向异性磁场，进而更优选第二磁性层18由CoCrPt-M2形成，其中M2表示B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf或者上述金属的合金。
至于第一磁性层16和第二磁性层18之间的关系，优选剩余磁化(Mr)和膜厚度(t)的乘积即所谓“剩余面积磁化(Mr×t)”满足Mr1×t1＜Mr2×t2，其中Mr1和Mr2分别表示第一磁性层16和第二磁性层18的剩余磁化，t1和t2分别表示第一磁性层16和第二磁性层18的膜厚。通过满足这种关系，记录层19实质上具有Mr2×t2-Mr1×t1这样大小的剩余面积磁化；因此，记录层19的剩余磁化和第二磁性层18的剩余磁化处于同样的方向。优选地，剩余面积磁化(Mr2×t2-Mr1×t1)的有效大小设置在从2.0nTm到10.0nTm的范围内。
构成第二磁性层18的铁磁性材料可以与形成第一磁性层16的材料不同。例如，构成第二磁性层18的铁磁性材料可以具有比构成第一磁性层16的铁磁性材料更大的各向异性磁场。特别地，可以将不包括Pt的铁磁性材料用于第一磁性层16，而将包括Pt的铁磁性材料用于第二磁性层18。可选择地，第二磁性层18可以由其Pt浓度高于形成第一磁性层16的铁磁性材料的Pt浓度的铁磁性材料形成。
如上所述，第一磁性层16和第二磁性层18由通过非磁性耦合层17的反铁磁性交换耦合来耦合，从而形成上述记录层19。因为当记录时所形成的剩余磁化的有效体积等于通过交换耦合来耦合的第一磁性层16与第二磁性层18的总和，所以与具有单层结构的记录层的剩余磁化有效体积相比，可以增大剩余磁化的有效体积。换句话说，在等式Ku*V/kT中，V的量提高，从而提高记录层的耐热波动性。
记录层19不限于具有两层磁性层的结构，它还可以具有三层或者三层以上的磁性层。磁性层通过交换耦合而彼此耦合，而且只需要至少两层磁性层通过反铁磁性交换耦合来耦合。此外，作为本实施方式的磁记录介质的变化形式，记录层19可以仅由一层磁性层例如第二磁性层18来形成。
保护膜20可以是0.5nm到10nm厚，优选地是0.5nm到5nm，而且，例如可以由金刚石型碳、氮化物碳或者无定形碳形成。
润滑层21可以由具有全氟聚醚主链和-OH或苯基的端基的有机液体润滑剂形成，所述有机液体润滑剂有例如由Ausimont制造的AM3001。根据保护层20的类型的不同，也可以省略润滑层21。
除了润滑层21以外，磁记录介质10的上述层可以通过例如溅射、蒸发作用、CVD(化学气相沉积)等真空工艺或例如电镀或无电镀等湿法工艺来制造。润滑层21可以通过例如上提、下浸等浸渍法或者例如旋转涂覆等涂覆法来制造。
在本实施方式的磁记录介质10中，因为在由晶体材料形成的籽晶层12上设置有粒径控制层13，所以粒径控制层13用作在粒径控制层13上的底层14的生长核，同时提高籽晶层12、粒径控制层13和底层14的晶体性能。因此，可以减小第一磁性层16和第二磁性层18的晶粒的粒径分布宽度，而且可以提高晶粒的晶体性能。结果，可以提高第一磁性层16和第二磁性层18在面内方向上的矫顽力He和信噪比。因此，可以使用本实施方式的磁记录介质10来实现高密度记录。
图3是说明根据本发明第一实施方式的磁记录介质的另一个例子的横截面示意图。
图3中的磁记录介质30是图2中的磁记录介质10的变化形式。在图3中，相同构件的标号同前，故此不再重复说明。
如图3所示，磁记录介质10包括基底11、在基底上的籽晶层31、第二籽晶层12、在第二籽晶层12上的粒径控制层13、在粒径控制层13上的底层14、在底层14上的非磁性中间层15、在非磁性中间层15上的记录层19、保护膜20和润滑层21。记录层19是包括第一磁性层16、非磁性耦合层17和第二磁性层18的堆叠结构。
如图3和图2所示，除了提供有附加的籽晶层31以外，磁记录介质30和磁记录介质10相同。此外，显然，磁记录介质30中的籽晶层12和磁记录介质10中的籽晶层12相同。
第一籽晶层31由具有三种或者三种以上金属的合金形成，其中以非磁性和非晶的CoW、CrTi、NiP或者它们的合金为主要成分。第一籽晶层31的厚度设置在从5nm到100nm的范围内。因为第一籽晶层31是非晶，因此是在结晶学上是均一的，与第二籽晶层12直接设置在基底上相比，第二籽晶层12更不容易受到结晶各向异性的影响。因此，容易形成第二籽晶层12的晶体结构。结果，第二籽晶层12正面影响粒径控制层13和底层14，从而发挥上述功能，产生显著效果。当第二籽晶层12具有B2晶体结构时，会获得更加显著的效果。
磁记录介质30和磁记录介质10产生相同的效果，但是效果更加显著。即，与磁记录介质10相比，更加提高了记录层19在面内方向上的矫顽力Hc和信噪比。
下面，将对根据本发明的实施方式制造的磁记录介质的实施例进行说明。
实施例实施例1清洗玻璃基底表面后，制备具有以下结构的磁盘。
所得到的磁盘包括直径为65mm的玻璃基底、由Cr50Ti50膜形成的厚度为50nm的第一籽晶层、由Al50Ru50膜形成的厚度为80nm的第二籽晶层、由Ag膜形成的粒径控制层、由Cr75Mo25膜形成的厚度为5nm的底层、由Co58Cr42膜形成的厚度为1nm的非磁性中间层、由Co88Cr12膜形成的厚度为2.3nm的第一磁性层、由Ru膜形成的厚度为0.7nm的非磁性耦合层、由CoCrPtBCu膜形成的厚度为18nm的第二磁性层、由碳膜形成的厚度为5nm的保护膜以及由润滑剂AM3001形成的厚度为1.5nm的润滑层。这里，在组成式中，数字表示原子百分比。对用作粒径控制层的Ag膜进行淀积使其平均厚度分布在从0.5nm到5.0nm的范围内，从而得到六个磁盘。将这六个磁盘标示为磁盘1-1到磁盘1-6。下面的表1中示出了磁盘1-1到磁盘1-6中Ag膜的平均厚度数据。设定磁盘1-1到磁盘1-6中Ag膜的厚度，使得磁盘1-1到磁盘1-6中第一磁性层和第二磁性层的净剩余面积磁化等于3.5nTm。这里，Ag膜的平均厚度设定为假定形成的连续膜的厚度。
表1
上述各层在以下条件下制备。首先，在形成Cr50Ti50膜之前，使用加热设备的PBN(热解氮化硼)加热器在真空中将玻璃基底加热到200℃。接着，使用DC磁控管溅射装置在0.67Pa压力的氩气气氛中，顺序制备从Cr50Ti50膜到碳膜的上述各层。然后，通过上提法在碳膜表面上涂覆润滑层。
在上述方法中，首先将加热设备和DC磁控管溅射装置的真空室抽成1×10-5Pa或甚至更高的高真空，然后提供氩气，直到达到预设压力。
实施例2除了将用作粒径控制层的Ag膜用W膜代替之外，实施例2的磁盘和实施例1的磁盘相同。
W膜的平均厚度分布在从0.5nm到5.0nm的范围内，从而得到六个磁盘，将这六个磁盘标示为磁盘2-1到磁盘2-6。
下面的表2中示出了磁盘2-1到磁盘2-6中W膜的平均厚度数据，用与实施例1中的Ag膜相同的方式来设定磁盘2-1到磁盘2-6中W膜的厚度。
表2
比较例制备作为比较例的磁盘。除了不形成用作粒径控制层的Ag膜之外，用作比较例的磁盘和实施例1的磁盘相同。
表1是示出实施例1的磁盘和作为比较例的磁盘的性能的表格。
表1的表格中所示的矫顽力是在记录层的面内方向上。当在磁盘的面内方向上施加磁场(最大磁场790kA/m)时，用振动样品磁强计(VSM)测量矫顽力。信噪比(S/N)的定义为孤立波输出与介质噪音的比。孤立波输出规定为线性记录密度为104kFCI时的平均输出S(μV)，介质噪音N(μVrms)对应于转变噪音和DC去磁噪音的总和。限定S/N比(dB)＝20log(S/N)。
如表1所示，与用于比较的磁盘相比，磁盘1-1到磁盘1-5中的矫顽力和S/N比得以提高，即，提高了用作粒径控制层的Ag膜的平均厚度分别为0.5nm、1.0nm、2.0nm、3.0nm和4.0nm的磁盘的矫顽力和S/N比。而对于Ag膜平均厚度为5.0nm的磁盘1-6，与用于比较的磁盘相比，矫顽力略有下降，但是S/N比等于比较例的磁盘的S/N比。因此，从表1中的这些结果看，可以得出结论，当Ag膜的平均厚度小于5.0nm时，相对于用于比较的磁盘可以提高S/N比。
尽管没有做Ag膜平均厚度小于0.5nm的实验，但是，由于具有0.5nm厚Ag膜的磁盘1-1与用于比较的磁盘相比矫顽力明显提高，S/N比也明显提高，所以可以认为即使Ag膜的平均厚度减小到象0.1nm那么薄，也可以提高矫顽力和S/N比。换句话说，根据确定平均厚度的方法，0.1nm的平均厚度对应于一层Ag原子，即岛状方式。
因此，根据实施例1，可以证明当Ag膜的平均厚度大于或等于0.5nm且小于或等于4.0nm时，与用于比较的磁盘相比可以提高矫顽力和S/N比。而且，预计当Ag膜平均厚度大于或等于0.1nm且小于5.0nm时，与用于比较的磁盘相可以提高比矫顽力和S/N比。而且，由于与用于比较的磁盘相比提高了矫顽力，因此可以预计与用于比较的磁盘相比也可以提高耐热波动性。
表2是示出实施例2的磁盘和作为比较例的磁盘的性能的表格。
表2的表格中所示的矫顽力和S/N比用与表1所示的矫顽力和S/N比相同的方式进行限定和测量。为了便于说明，表2中的比较例和表1所示的相同。
如表2所示，与用于比较的磁盘相比，磁盘2-1到磁盘2-6的矫顽力得到提高，即提高了用作粒径控制层的W膜的平均厚度是从0.5nm到5.0nm的磁盘的矫顽力。
而且，与用于比较的磁盘相比，磁盘2-1到2-5中的S/N比得以提高，即提高了W膜平均厚度分别为0.5nm、1.0nm、2.0nm、3.0nm和4.0nm厚的磁盘的S/N比。而对于W膜平均厚度为5.0nm的磁盘2-6，与用于比较的磁盘相比，提高了矫顽力，但S/N比相等。因此，从表2中的这些结果，可以得出结论，当作为粒径控制层的W膜的平均厚度小于5.0nm时，与用于比较的磁盘相比，可以提高S/N比。
因此，根据实施例2可以肯定，当W膜的平均厚度大于或等于0.5nm且小于或等于4.0nm时，与用于比较的磁盘相比，可以提高矫顽力和S/N比。而且，预计当W膜平均厚度大于或等于0.1nm且小于5.0nm时，与用于比较的磁盘相比，可以提高矫顽力和S/N比。将W膜平均厚度的下限设置为0.1nm的原因和Ag膜相同。
第二实施方式图6是说明根据本发明第二实施方式的磁存储器的主要部分的示意图，该磁存储器具有本发明的磁记录介质。
如图6所示，磁存储器60具有外壳61。在外壳61中，设置了由未显示的心轴驱动的衬套62、固定在衬套62上并被驱动旋转的磁记录介质63、致动单元64、与致动单元64连接并在磁记录介质63的圆周方向上移动的臂65和悬架66和由悬架66支撑的磁头68。该磁头68是包括再生头和感应型记录头的复合磁头，而且再生头可以是MR元件(磁阻元件)、GMR元件(巨磁阻元件)或者TMR元件(隧道磁阻元件)。
由于磁存储器60的基本结构是公知的，因此这里省略其详细说明。
例如，磁记录介质63是第一实施方式中所述的磁记录介质10或30。因为磁记录介质63在其记录层的面内方向上具有较高的矫顽力和良好的信噪比，所以该磁存储器可以实现高密度记录。
本实施方式的磁存储器基本结构不局限于图6所示的结构，而且磁头68也不局限于上述结构。可以使用任何公知的磁头。
尽管对本发明的以上说明参考了所选的用于解释的特定实施方式，但是显然，本发明并不局限于这些实施方式，在不脱离本发明的基本概念和范围的前提下，本领域技术人员可以对其进行各种改变。
例如，尽管以磁盘作为例说明了本发明的磁记录介质，但是本发明的磁记录介质也可以是磁带，在磁带中不使用盘状基底，而是可以使用PET带、PEN带或者聚酰亚胺塑料膜作为基底。
根据本发明，由于磁记录介质包括具有在记录方向上的高矫顽力Hc和好的信噪比，所以可以提供实现高密度记录的磁存储器。
权利要求
1.一种磁记录介质，该磁记录介质包括基底；在所述基底上由晶体材料形成的籽晶层；在所述籽晶层上的粒径控制层；在所述粒径控制层上的底层；和在所述底层上的记录层，其中，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成。
2.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述籽晶层由包括B2晶体结构的合金形成。
3.如权利要求2所述的磁记录介质，其中，所述籽晶层由AlRu合金或者NiAl合金形成。
4.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述籽晶层的厚度设定在从5nm到100nm的范围内。
5.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，在所述基底和所述籽晶层之间形成另一层籽晶层，所述另一层籽晶层由非晶CoW、CrTi和NiP中的一种形成。
6.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述粒径控制层的平均厚度设定在从0.1nm到5nm的范围内。
7.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述粒径控制层形成为散布的层；和形成所述底层来覆盖所述籽晶层和粒径控制层。
8.如权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述粒径控制层由Ag、含Ag合金、W以及含W合金中的一种形成。
9.如权利要求1所述的磁记录介质，其中在所述记录层和所述底层之间形成有非磁性中间层，所述非磁性中间层由用Co-X2表示的非磁性材料形成，其中X2表示Cr、Ta、Mo、Mn、Re、Ru和它们的合金中的一种材料。
10.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述记录层包括在所述底层上的堆叠结构，所述堆叠结构包括第一磁性层、非磁性耦合层和第二磁性层；所述第一磁性层和第二磁性层通过交换耦合来耦合；和当不施加外部磁场时，所述第一磁性层的磁化与所述第二磁性层的磁化反平行。
11.如权利要求10所述的磁记录介质，其中所述第一磁性层和第二磁性层均由用CoCr-M1表示的合金形成，其中M1表示Pt、B、Ta、Ni、Cu、Ag、Pd、Si、C、Fe、Re、Nb、Hf和它们的合金中的一种。
12.一种磁存储器，该磁存储器包括磁记录介质；记录单元；和包括磁阻再生元件的记录和再生单元；其中，所述磁记录介质包括基底；在所述基底上由晶体材料形成的籽晶层；在所述籽晶层上的粒径控制层，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成；在所述粒径控制层上的底层；和在所述底层上的记录层。
13.一种磁盘驱动器，该磁盘驱动器包括磁盘介质；以及记录和再生单元，其中，所述磁记录介质包括基底盘；在所述基底盘上由晶体材料形成的籽晶层；在所述籽晶层上的粒径控制层，所述粒径控制层由Ag、W、Cu、Mo、Cr、Au、Mn、Rh、Ta、V以及它们的合金中的一种材料形成；在所述粒径控制层上的底层；和在所述底层上的记录层。
全文摘要
本发明公开了一种磁记录介质，该磁记录介质可以提高记录层的矫顽力Hc并改善记录层的信噪比，而不降低记录层的耐热波动性，并且可以实现高密度记录。该磁记录介质包括基底、由晶体材料形成的籽晶层、粒径控制层、底层和记录层。该粒径控制层由Ag膜或者W膜形成，是在籽晶层上的散布膜或者连续膜。该粒径控制层用作在其上形成的底层的生长核，并控制底层的晶粒直径。具体而言，当粒径控制层淀积为散布层时，底层在籽晶层和粒径控制层上生长，由于籽晶层表面的影响，可以提高底层的晶体性能。
文档编号G11B5/84GK1797551SQ20051006515
公开日2006年7月5日 申请日期2005年4月4日 优先权日2004年12月27日
发明者乡家隆志 申请人:富士通株式会社