专利名称：：垂直磁记录介质和使用该介质的磁记录/再现装置的制作方法
技术领域：
：本发明的一个实施例涉及一种垂直磁记录介质，其用于例如使用磁记录技术的硬盘驱动器中，更具体的是涉及一种被构图介质，其中磁记录层具有磁结构阵列，每个结构对应于l个记录信息位，以及涉及一种使用该被构图介质的磁记录/再现装置。
背景技术：
：磁存储器件(HDD)主要用于计算机中来记录和再现信息，近年来其开始用于各种用途，这是因为它们具有大容量、不昂贵的特点、高数据存取速度、高数据保存可靠性等，并且目前其应用于各个领域，例如家用视频驱动器、音频装置以及汽车导航系统。随着HDD应用范围的扩展，对于大存储容量的需求增加，并且近年来高密度HDD得到了越来越广阔的发展。作为目前市售HDD的磁记录方法，垂直磁记录方法正在快速广泛用作取代传统的平面内磁记录方法的方法。在垂直磁记录方法中，形成用于记录信息的磁记录层的磁晶粒具有沿着该磁记录层的膜厚度方向的易磁化轴，即沿着垂直于衬底的方向。易磁化轴是磁化易于指向其方向的轴。在基于Co的合金中，易磁化轴是平行于Co的hep结构的(0001)平面法线的轴(c轴)。因此，即使在记录密度提高时，记录位之间的去磁化场的影响也是很小的，并且该介质静磁方面是稳定的。垂直磁记录介质一般包括村底、用于在(0001)平面中的垂直磁记录层中定向磁晶粒以及减少取向离散的非磁性衬层，该垂直磁记录层包含硬磁性材料，以及包括用于保护垂直磁记录层表面的保护层。此外，在该村底与非磁性衬层之间形成用5于集中记录过程中由磁头产生的磁通量的软磁性衬层。为了提高垂直磁记录介质的记录密度，必须在保持热稳定性高的同时减少噪声。一般的减少噪声的方法是通过磁隔离膜表面中的晶粒来减少磁晶粒之间的磁相互作用，并且同时降低晶粒本身的尺寸。实施例是向记录层添加Si02等的方法，由此形成具有所谓的粒状结构的垂直磁记录层，其中每个磁晶粒被主要包含添加剂的晶粒边界区域包围。然而，如果由此方法减少噪声，则由于磁化反转量减少，必然需要提高磁晶粒的磁各向异性能量(Ku)，以便确保热稳定性高。然而，如果提高磁晶粒的磁各向异性能量，则饱和磁场Hs和矫顽力Hc也提高。因为这也提高了用于数据写入的磁化反转所需的记彖磁场，所以记录头的可写性下降。因此，记录/再现特性降低。为了解决这个问题，正在研究被构图介质。在这种被构图介质中，在垂直磁记录层中形成磁结构阵列，每个磁结构对应于l个数据位，例如通过微构图形成磁点，并且将这些磁点磁隔离。在该被构图介质中，仅需要将垂直磁记录层中的磁晶粒磁隔离，使得磁化反转不是针对每个磁晶粒进行，而是针对尺寸对应于1个数据位并且包含几个到几十个磁晶粒的磁点进行。这使得磁化反转量大于粒状结构的磁化反转量。相应地，能够降低确保热稳定性高所需的Ku值。这使得可以抑制Hs和Hc的增加，并且抑制磁化反转所需的磁场(转换磁场)。另一方面，在被构图介质中，包含在每个磁点中的几个到几十个磁晶粒必须几乎磁相干地进行反转磁化，以便防止在磁点中生成反转磁畴。因此，与上述的粒状结构不同，必须将垂直磁记录层形成为位于每个磁点中的连续膜，由此增强磁晶粒之间的磁相互作用。遗憾的是，如果增强广泛用作现有垂直磁记录介质的垂直磁记录层材料的基于CoCrPt的合金的磁晶粒之间的磁相互作用，则矫顽力Hc和成核磁场Hn—般显著降低到大约几百Oe，从而由外部磁场、偏离场或者热衰减生成反转磁畴。因此，如例如《AppliedPhysicsLetters》90巻第162、516页中所述的，将诸如Co/Pd或者Co/Pt的AJt栅格连续膜用于被构图介质的垂直磁记录层的基础研究中。这些材料是连续膜，其中晶粒之间的磁相互作用强烈，并且仍获得相当大的矫顽力Hc和成核磁场Hn。相应地，上述问题不容易出现。遗憾的是，被构图介质存在其它问题。即，必须使每个磁点的切换场(switchingfield)分布(SFD)最小化，以便使指定的磁点相对于具有预设强度的记录磁场可靠地反转磁化，并且防止相邻点的磁化反转。当在被构图介质中使用晶态垂直膜时，SFD的一个主要诱因是点间晶粒结构变化。即，当具有某种晶粒尺寸分布的晶态连续膜被处理为点时，晶粒的数量(包括被处理而切除的晶粒)和单独的点的晶粒边界的形成状态是不均匀的。因为这使得单独点的切换场不均匀，所以产生了大SFD。如上所述，对于传统的被构图介质而言难以防止每个磁点中生成反转磁畴并且同时难以防止在磁点之间出现切换场变化。
发明内容考虑到以上情况完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种被构图介质，其能够通过抑制磁点(magneticdot)中的反转磁畴并且减少每个磁点的切换场变化而进行高密度记录，以及提供一种使用该被构图介质的磁记录装置。本发明的垂直磁记录介质包括衬底；形成在衬底上的软磁性衬层；形成在该软磁性村层上的非磁性衬层；形成在该非磁性村层上的垂直磁记录层，其包括具有在膜厚度方向的磁各向异性的晶态硬磁记录层(crystallinehardmagneticrecordinglayer),以及形成在该硬磁记录层上并具有磁结构阵列的无定形软磁记录层，每个磁结构对应于1个记录信息数据位，通过交换耦合该硬磁记录层和软磁记录层耦合。本发明的磁记录/再现装置包括垂直磁记录介质，其包括7衬底，形成在衬底上的软磁性衬层；形成在该软磁性村层上的非磁性衬层；形成在该非磁性村层上的垂直磁记录层，其包括具有在膜厚度方向的磁各向异性的晶态硬磁记录层，以及形成在该硬磁记录层上并具有磁结构阵列的无定形软磁记录层，每个磁结构对应于l个记录信息数据位，通过交换耦合该硬磁记录层和软磁记录层耦合；以及记录/再现头。本发明能够提供一种被构图介质，其抑制了对应于1个数据位的磁结构(磁点)中的反转磁畴，并且减少了磁结构之间的切换场变化。这使得高密度垂直磁记录成为可能。在以下的说明书中将提出本发明的其它目的和优点，并且根据说明书将部分地清楚这些目的和优点，或者可以通过实施本发明来获知。通过下文中特别指出的各个手段和组合可以实现并获得本发明的目的和优点。包含在说明书中并且构成说明书一部分的附图表示了本发明的实施例，并且连同以上给出的一般性说明和以下给出的实施例具体说明用于阐述本发明的原理。图1是表示根据本发明的垂直磁记录介质的实例的截面图；图2是示例性表示垂直磁记录层的磁化曲线的实例的曲线图；图3是表示根据本发明的垂直磁记录介质的另一个实例的截面图；图4是表示根据本发明的垂直磁记录介质的又一个实例的截面图；图5是表示本发明的磁记录/再现装置的实例的分解透视图；以及图6是用于说明AHc和评价它的方法的曲线图。具体实施例方式下文中将参照附图描述根据本发明的各个实施例。一般而言，根据本发明的一个实施例，根据本发明的垂直磁记录介质包括衬底、形成在该衬底上的软磁性衬层、形成在该软磁性衬层上的非磁性衬层，以及形成在该非磁性衬层上的垂直磁记录层。该垂直磁记录层具有磁结构(磁点)阵列，每个磁结构对应于1个记录信息数据位，并且包括具有在膜厚度方向的磁各向异性的晶态硬磁记录层，以及形成在该硬磁记录层上的无定形软磁记录层。通过交换耦合该硬和软磁记录层相互耦合。而且，根据本发明的磁记录/再现装置包括上述的磁记录介质以及记录/再现头。在本发明中，通过层叠该晶态硬磁记录层和无定形软磁记录层来形成具有磁点阵列的磁记录层。使用晶态硬磁记录层获得了适当的矫顽力Hc和成核磁场Hn以及高的热衰减抗性(thermaldecayresistance)。而且，在硬磁记录层上层叠无定形软磁记录层能够通过该软磁记录层增强硬磁晶粒之间的交换相互作用。因为这可以使每个磁点中硬磁晶粒相干地反转磁化，在磁点中没有形成反转磁畴。因为该软磁记录层是无定形的，所以大体上不存在晶粒尺寸和膜表面中晶向的变化，而这在晶态磁性材料中是必然存在的。通过交换耦合将如此的软磁记录层与上述的硬磁记录层耦合。因此，能够抑制每个磁点的切换场分布，即SFD。通过使用诸如《IEEETransactiononMagnetics》27巻第4975页描述的AHc/Hc评价方法来评价SFD。根据需要，能够在垂直磁记录层上自由地形成保护层、润滑层等。图l是表示根据本发明的垂直磁记录介质的实例的截面图。如图1所示，通过在衬底1上依次层叠软磁性衬层2、非磁性村层3、垂直磁记录层4、保护层5和润滑层6获得了垂直磁记录介质10。该垂直/P兹记录层4包括^更磁记录层4-1和软磁记录层4-2。将垂直磁记录层4分成各个磁点单元，每个磁点单元对应于l个记录信息数据位，并且该垂直磁记录层具有突起阵列8。各所述磁点被相互间隔开并且被磁隔离。作为本发明的无磁性衬底，可以〗吏用例如玻璃衬底、Al基合金衬底、具有氧化表面的单晶Si衬底、陶瓷或者塑料。即使在将这些无磁性衬底的9表面镀上NiP合金等时，也能够期待相同效果。能够在本发明的垂直磁记录层上形成保护层。保护层的实例是C、类金刚石碳(DLC)、SiNx、SiOx和CNx。作为本发明的润滑剂，可以使用全氟聚醚(PFPE)。通过在非磁性衬层与衬底之间形成高磁导率软磁性衬层获得所谓的垂直双层介质。在这种垂直双层介质中，该软磁性衬层水平传递来自》兹头(诸如用于磁化垂直磁记录层的单极头)的记录磁场，并且使该磁场返回到磁头，从而实施一部分磁头的功能。因此，该软磁性村层能够通过将充分陡直的垂直磁场施加到磁场记录层来提高记录/再现效率。软磁性层的实例是CoZrNb、CoB、CoTaZr、FeSiAl、FeTaC、CoTaC、丽e、Fe、FeCoB、FeCoN、FeTaN和Colr。该软磁性衬层还可以是具有两层或多层的多层膜。在这种情况下，各个层的材料、组成和膜厚度可以不同。还可以通过将薄Ru层夹在两个软磁性衬层之间来形成三层结构。适当调整该软磁性衬层的膜厚度以平衡覆写(OW)特性与信噪比(SNR)。还可以在软磁性衬层与衬底之间形成偏置施加层，例如面内(in-plane)硬磁性膜或者反4失磁膜。该软磁性层容易地形成磁畴，并且该磁畴产生了尖噪声。因此，在沿着偏置施加层的径向方向的一个方向上施加磁场，由此向该偏置施加层上形成的软磁性层施加偏置^兹场，并且防止磁畴壁的生成。该偏置施加层还能够通过精确地离散各向异性来防止容易形成大磁畴。偏置施加层材料的实例是CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtTa、CoCrPtTaNd、CoSm、CoPt、FePt、CoPtO、CoPtCrO、CoPt-Si02、CoCrPt-Si02、CoCrPtO-Si02、FeMn、IrMn和PtMn。通过真空蒸发、溅射、化学汽相沉积和激光消融中的任何一种能够形成该软磁性衬层、非磁性衬层、垂直磁记录层、保护层和润滑层。作为溅射，可以使用例如利用复合靶的单元素溅射或者使用不同材料乾的多元素同时溅射。通过在形成籽晶层、衬层或者磁记录层之前和/或过程中，将衬底温度提高到200n到500"C能够提高硬磁记录层中使用的Ll。晶粒的Ku。根据本发明的垂直磁记录层包括硬和软磁记录层，并且其具有磁点阵列结构。注意，根据垂直磁记录层的磁化曲线(滞后回线)能够容易地获得矫顽力Hc、饱和磁场Hs和成核磁场Hn。图2示例性地表示了垂直磁记录层的磁化曲线的实例，并且还表示了矫顽力Hc、饱和磁场Hs和成核磁场Hn。本发明中使用的硬磁记录层为晶态垂直磁性层，其中易磁化轴垂直于村底。作为本发明的硬磁记录层，可以使用具有适当矫顽力Hc和成核磁场Hn的材料，以便抑制例如外部磁场或者杂散磁场背景下的反转磁畴的产生，并且使用具有高Ku的材料，以便获得高的热衰减抗性。本发明中使用的硬磁性材料的实例是包含Co和Pt的具有(0001)取向hep结构的合金材料。当具有hep结构的Co合金晶粒定向在(0001)平面时，易^兹化轴垂直于衬底表面定向，由此获得垂直磁各向异性。作为包含Co和Pt的具有(0001)取向hep结构的合金材料，可以使用例如基于Co-Pt-Cr的合金材料或者基于CoCrPt-Si02的合金材料。这些合金具有高磁晶各向异性能量，并且因此具有高的热衰减抗性，并且还能够获得适当大的Hc和Hn。为了进一步改善磁特性，还可以根据需要将添加元素，例如Ta、Cu、B和Nd，添加到这些合金材料中。通过例如6-26方法利用一般的X射线衍射装置(XRD)能够评估硬磁记录层是否具有(0001)取向hcp结构。某种程度上能够使硬磁记录层具有粒状结构。粒状结构能够实现大的Hc和Hn。本发明中使用的硬磁性材料的另一个实例是由具有(001)取向Ll。结构的晶粒制成的材料，并且其主要包含磁性金属元素和贵金属元素。Fe和/或Co能够用作磁性金属。Pt和/或Pd能够用作贵金属元素。当给定Llo结构时，这些材料能够在c轴方向(垂直于(001)平面的方向)上实现l(ferg/cc或更大的非常大的Ku。还可以将适当量的诸如Cu、Zn、Zr和C的元素和诸如MgO和Si02的化合物添加到硬磁记录层中，以便改善磁特性或者电磁转化特性。利用一般的X射线衍射装置能够确认形成硬磁记录层的晶粒是否具有Lln结构。如果在与各个平面间间隔匹配的衍射角处能够观察到表示诸如(001)和(003)的平面的峰值(有序栅^^f射)(在无序面心立方栅格(FCC)中观察不到)，则存在Llo结构。通过使用例如一般的X射线衍射装置(XRD)来评价硬磁记录层是否取向在(001)平面。在本发明的被构图介质的垂直磁记录层中，在硬磁记录层上形成由无定形软磁性材料制成的软磁记录层，并且该软磁记录层通过交换耦合与硬磁记录层耦合。本文中提到的"无定形"不必然表示完全的无定形材料，例如玻璃，而是还可以包括一层膜，该膜中具有2nm或更小的晶粒尺寸的精细晶粒局部地随机定向。通过XRD或者由透射电子显微镜(TEM)获得的衍射图像，能够检查软磁记录层是否为无定形的。作为无定形软磁性材料，可以使用包含Co的合金。根据本发明的实施例，还可以4吏用诸如Co-Zr-Nb、Co-Zr-Ta、Co-B、CoTaC、FeCoB或者FeCoN的合金作为无定形软磁性材料。通过例如由极性Kerr效应测量装置评价垂直磁记录层的磁化曲线，能够检查硬和软磁记录层是否通过交换耦合而相互耦合。如果交换耦合微弱，则该磁化曲线具有两阶段回路形状。该硬和软磁记录层无需相互直接接触，只要它们通过交换耦合而耦合就可以了。注意，本发明中使用的软磁性材料是在易磁化方向上具有小于lkOe的矫顽力的材料。另一方面，该硬磁性材料是在易磁化方向上具有lkOe或更大的矫顽力的材料。尽管该系统的所需的值确定了垂直磁记录层的总厚度，但是总厚度能够为0.5到5011111，并且还能够为0.5到20nm。如果该总厚度小于0.5nm，则连续膜难以形成。这通常使得不可能获得良好的磁记录。通过矫顽力Hc、成核磁场Hn和饱和磁场Hs之间的平衡，能够适当调整软磁记录层与硬磁记录层的膜厚度之比。在本发明中，非磁性衬层增强了该磁性层作为磁记录介质的功能。更具体的是，该非磁性衬层是插在垂直磁记录层与软磁性衬层之间的薄膜，并且其可以是由单一的材料系制成的层或者由几个层构成的多层膜。非磁性衬层的主要目的是减少硬磁记录层的C轴取向离散，以及改善磁特性，例如获得适当的Hc和Hn。根据形成在非磁性衬层上的硬磁记录层能够适当选择该非磁性衬层。例如，当使用具有包含Co和Pt的具有(OOOl)取向hcp结构的合金材料作为硬磁记录层时，能够将具有(0001)取向的hcp结构的金属或合金用作非磁性村层材料。使用这种非磁性衬层能够改善硬磁记录层的c轴取向。更具体的是，可以使用诸如Ru、Ti或者Re的金属或者诸如Ru-Cr、Ru-W或者Ru-Co的合金。另一方面，当使用由具有LU结构并且主要包含磁性金属元素和贵金属元素的由晶粒构成的合金材料作为硬磁记录层时，能够将包含Ni的无定形合金作为非磁性衬层材料。本文中提到的"无定形，，不必然表示完全的无定形材料，例如玻璃，而是还能够包括这样一种膜，在该膜中具有2nm或更小的晶粒尺寸的精细晶粒在局部随机地定向。这种包含M的合金的实例是诸如Ni-Nb、Ni-Ta、Ni-Zr、Ni-W、Ni-Mo和Ni-V的合金系(alloysystem)。这些^r中Ni含量可以是20-70at%。当Ni含量落入这个范围之内时，该合金容易成为无定形的。此外，包含Ni的无定形合金衬层的表面能够暴露于包含氧气的环境。这使得可以改善硬磁记录层的c轴取向。能够将Cr或者包含Cr作为主要成分的合金制成的一个或多个晶态衬层插在含Ni无定形合金衬层与磁记录层之间。因此，磁记录层的c轴取向能够进一步改善。本文中提到的"主要成分"是在形成该合金的各元素当中具有最大原子数比的元素。作为这种衬层，可以使用Cr或者诸如Cr-Ti或者Cr-Ru的合金系。还可以将至少一个晶态緩沖层插在由包含Cr作为主要成分的合金制成的衬层与磁记录层之间，该緩冲层是由从Pt、Pd、Ag、Cu和Ir中选出的至少一种元素或合金制成的。这通常进一步改善了磁记13录层的c轴取向。此外，这通常加速磁记录层的有序^ir的排序。因此，磁各向异性能量通常增大并且提高了热衰减抗性。本发明的垂直磁记录层被赋予了通过构图形成的精细形状的阵列结构。构图方法的实例是这样一种方法，其中将介质表面涂敷掩模材料，例如SOG(旋涂玻璃)，利用压模通过纳米压印形成三维图案，在该压模上进行点图案的转印，通过Ar离子研磨刻蚀该三维图案而形成垂直磁记录层，以及通过利用CF4气体的反应离子研磨(RIE)来去除该SOG掩模。另一个实例是这样一种方法，其中通过PS(聚苯乙烯，polystyrene)-PMMA(聚甲基丙烯酸曱酯，polymethylmethacrylate)二嵌段(diblock)聚合物的自组织现象以及使用02气体的RIE,在介质表面上形成自组织图案，该介质表面涂敷有SOG，通过再次使用02气体实施RIE来形成由SOG制成的点形掩才莫，并且按照与以上相同的方式实施研磨。在构图之后，还可以将无磁性材料埋在磁点之间的沟道中。图3是表示根据本发明的垂直磁记录介质另一个实例的截面图。在如图3所示垂直磁记录介质20中，将软磁性衬层2、非磁性村层3、垂直磁记录层4、保护层5和润滑层6按顺序层叠在衬底1上，并且该垂直磁记录层4具有被构图的精细形状阵列结构。该垂直磁记录层4包括硬磁记录层4-1、无磁性中间层4-3以及软磁记录层4-2，并且具有类似于图l所示的突起8的阵列。硬和软磁记录层之间形成的薄无磁性中间层适当地减弱了它们之间的交换耦合力，从而形成了类似于所谓ECC(交换耦合合成物)介质的结构。这4吏得可以减少切换场。该无磁性中间层的膜厚度可以是0.3到2.5nm，并且还可以是0.75到1.5nm。如果该无磁性中间层膜厚度为0.3nm或更小，则难以形成连续膜，因此在许多情况中控制磁特性的效果不能显著地显现。如果该无磁性中间层膜厚度超过2.5nm，则交换耦合显著减弱，并且该软磁记录层通常不可逆地磁化反转。通过例如截面TEM观察能够评价无磁性中间层的膜厚度。作为无磁14性中间层材料，可以使用包含从Pd、Pt、Cu、Ti、Ru、Re、Ir和Cr中选出的至少一种元素的金属或合金。图4是表示根据本发明的垂直磁记录介质的又一个实例的横截面图。在如图4所示的垂直磁记录介质30中，将软磁性衬层2、非磁性衬层3、垂直磁记录层4、盖层7、保护层5和润滑层6按顺序层叠在衬底1上，并且该垂直磁记录层4具有被构图的精细形状阵列结构。垂直磁记录层4包括硬磁记录层4-l、无磁性中间层4-3和软磁记录层4-2，并且具有类似于图l所示的突起8的阵列。在本发明的垂直磁记录介质中，可以在软磁记录层与保护层之间形成由无磁性金属制成的盖层。当利用例如CF4气体作为处理气体对突起进行构图时，如果无定形软磁性层暴露于CF4气体，则诸如Co和Fe的磁性元素容易氟化。结果，这些磁性元素被从软磁性层释放，由此该软磁性层部分地失去了其磁性。在某些情况下，该软磁记录层不再能够良好地实现如上所述的功能。当在无定形软磁性层上形成由无磁性金属制成的盖层后，该无定形软磁性层的表面未直接暴露于CF4气体。这使得可以抑制磁性元素的释放，并且抑制无定形软磁性层磁化量的减少。因此，能够进一步减少SFD。作为如上所述的盖层材料，可以使用诸如Cu、Au、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Re、Cr、Mo、W、V、Nb、Ta、Ti、Zr或者Hf的晶态无磁性金属或者合金材料。该盖层的膜厚度可以是0.5到5nm的范围。如果该膜厚度小于0.5nm,则如上所述的磁性元素释放抑制效果不显著。如果该膜厚度超过5nm,则记录/再现头与磁记录层之间的磁间隔增大。这通常会使OW特性变差。或者，可以将晶态软磁性材料用作盖层。该晶态软磁性层具有比无定形层更高的对CF4气体的抵抗性。因此，晶态软磁性层抑制磁性元素的释放以及无定形软磁性层磁化量的减少，从而进一步减少SFD。此外，因为盖层自身具有磁性，所以该盖层不^到磁间隔的作用，因此不会使OW特性变差。当盖层与软磁记录层通过交换耦合而耦合时，再现输出和SNR进一步提高。盖层材料的实例是诸如Fe、Co、Ni、Fe-Co和Ni-Fe的晶态金属和合金。盖层膜厚度可以是0.5到10nm。如果盖层膜厚度小于0.5nm，则如上所述的磁性元素释放抑制效果不显著。如果盖层膜厚度超过10nm，则由于盖层的去磁化场使得Hn通常降低。图5是本发明的磁记录/再现装置的实例的部分分解透视图。将根据本发明的用于记录信息的刚性磁盘62安装在主轴63上，并且通过主轴电机(未示出)使其以预定旋转速度旋转。将滑块64固定到由薄片簧制成的悬架的远端，在该滑块上安装了用于通过访问磁盘62来记录信息的记录头以及用于再现信息的MR头。该悬架与臂65的一端相连。在臂65的另一端形成作为一种线性电机的音圈电机67。该音圏电机67包括缠绕在臂65的绕线筒上的驱动线圈(未示出)，以及包括永磁体和将驱动线圏夹在中间的彼此相对的对立轭(counteryoke)的磁路。形成在固定轴66的上、下部分的球轴承(未示出)支撑着臂65，并且音圈电机67使臂65旋转。即，音圈电机67控制滑块64在磁盘62上的位置。以下通过其实例更详细地描述本发明。实例1将1.8英寸硬盘类型无磁性玻璃衬底(由OHARA制造的SX)装入由ANELVA制造的c-3010溅射装置的真空腔中。在将该賊射装置的真空腔抽真空到lxl0-spa或更小之后，按顺序形成作为软磁性村层的100nm厚Co9oZrsNbs膜、作为非磁性村层的20nm厚Ru膜、作为硬磁记录层的16nm厚(Co74-Cn『Pt!6)-8molo/oSi02膜以及作为无定形软磁记录层的Co9。ZrsNbs膜。在形成了软磁记录层之后，将该衬底从溅射装置中取出。然后用通过将PS(聚苯乙烯)-PMMA(聚甲基丙烯酸曱酯)二嵌段聚合物溶解在有机溶剂中制备的溶液旋涂该衬底，并且在200X:退火。此后，通过使用02气体的RIE去除相位分离的PMMA，通过旋涂形成SOG并且再次实施使用02气体的RIE，从而形成由SOG制成的点形掩模。随后，通过Ar离子研磨刻蚀垂直磁记录层，并且通过使用CF4气体的RIE去除SOG掩模。在将掩模去除之后，将该衬底再次装入溅射装置中，形成作为保护膜的6nm厚C膜，通过浸渍施加作为润滑层的全氟聚醚，从而形成45nm间距的数据位图案(bitpattern)阵列。当形成软磁4于层、软磁记录层和C保护层时，Ar压强为0.7Pa，并且当形成Ru非磁性衬层和硬磁记录层(Co74-Cr1(rPt16)-8mol%Si02时Ar压强为3Pa。所使用的'践射耙为直径均为164mm的Co9()Zr5Nb5、Ru、(Co74-Cr1(rPt16)-8mol%Si02、Ru和C粑，并且通过DC溅射形成各个膜。每个靶的输入功率为500W。靶与衬底之间的距离为50mm,并且所有膜均在室温下形成。此外，参照如上所述的相同过程，分别利用Co9()Zr5Ta5、Co95B5、Co90Ta5C5、Fe47.sCo47.5Bs和Fe49C。49N2作为软磁记录层来形成被构图介质。比较例1作为比较例，参照如实例l的相同过程，形成不具有软磁记录层的被构图介质。比较例2作为比较例，按照如实例1的相同过程，形成使用6nm厚晶态Co膜取代无定形软磁记录层的被构图介质。比较例3作为比较例，按照下述过程形成使用Co/Pd人造晶格取代作为硬磁记录层的该(Co74-CrnrPtM)-8mol。/。Si02膜并且不具有软磁记录层的被构图介质。在按照与实例l相同的方式形成了软磁性衬层之后，形成作为非磁性衬层的10nm厚Pd膜，并且将15个0.3nm厚的Co层和15个0.7nm厚的Pd层交替层叠作为硬磁记录层。此后，按照与实例1相同的方式依次实施构图、保护层的形成和润滑剂的施加，从而获得被构图介质。当形成每个层时，Ar压强为0.7Pa。所4吏用的溅射靶为直径均为164mm的Pd、Co和C耙，并且通过DC濺射形成各个膜。每个把的输入功率为100W。靶与衬底之间的距离为50mm，并且所有膜均在室温下形成。为了检查每个所获得的被构图介质的各个磁点的记录稳定性，利用旋涂台和具有0.3jum记录磁道宽度的单极头通过DC将该介质去磁化，并且利用磁力显微镜(MEM)评价DC状态下的磁化配置。在最大施加磁场为20kOe并且磁场扫描速率为1330e/s的条件下，通过NEOARK制造的BH-M800UV-HD-10极性Kerr效应评价装置利用波长为408nm的激光源，来评价垂直于每个被构图介质的垂直磁记录层的膜表面的滞后回线。通过AHc/Hc方法使用极性Kerr效应测量装置(polarKerreffectmeasuringapparatus)评价每个被构图介质的SFD。图6是表示厶Hc和用于解释评价AHc的方法的磁化曲线的曲线图。即，按照与以上相同的方式获得滞后回路(粗实线)后，所施加的磁场从滞后回路上的-Hc点返回到Hs，从而获得小磁滞回线(minorloop)(粗虛线)。将小磁滞回线上的磁场(即6s/2)与滞后回路的第一象限中的磁场之差定为AHc，并且通过对He的归一化获得△Hc/Hc。利用6-26方法通过使用Philips制造的X，pert-MRDX射线衍射装置以45kV的加速电压和40mA的灯丝电流生成Cu-Kcc线，来评价每个介质的晶体结构和晶面取向。利用X射线f汙射装置的评价结果在实例1和比较例1和2的各个介质中，该硬磁记录层为晶态的，并且磁晶粒具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。而且，每个^/h质的Ru非磁性衬层具有hep结构并且在(0001)平面中取向。比较例3的石更磁记录层形成在由晶态Co和Pd制成的人造晶格上。实例1的软磁记录层是无定形的。18比较例2的Co软磁记录层是晶态的，其具有hep结构，并且在(0001)平面中取向。当利用MFM观察DC去磁化后的磁化结构时，在比较例1中的1000个点中的267个点中生成反转磁畴，而在实例1和比较例2和3的每个介质的1000个点中的任何一个点中没有找到反转磁畴。以下的表l表示了SFD评价结果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>上^^示了与比较例1、2和3相比，实例1的被构图介质中AHc/Hc值和SFD大大减少了。实例2在按照实例l中的相同过程形成了直到软磁性衬层的各层之后，形成作为非磁性衬层的5nm厚的NWTa4。膜。此后，利用红外灯加热器将衬底加热到280'C,并且将非磁性衬层的表面暴露于5xl(T3Pa下的氧气环境IO秒钟。随后，分别形成作为非磁性衬层2、非磁性衬层3、硬磁记录层和软磁记录层的5nm厚Cr膜、10nm厚Pt膜、10nm厚Fe47Pts3膜和6nm厚Co9oZrsNbs膜。此后，按照与实例1相同的方式形成45nm间距的数据位图案阵列，并且依次实施保护层的形成和润滑剂的施加，从而获得45nm间距信息位-故构图介质。当形成软磁性衬层、非磁性衬层1、非磁性衬层2、软磁记录层和C保护层时，Ar压强为0.7Pa，当形成Pt非磁性衬层3和Fe幼Ptso硬磁记录层时Ar压强为8Pa。所使用的濺射耙为直径均为164mm的Co9。Zr5Nb5、Ni60Ta40、Cr、Pt、Fe50Pt50、Co90Zr5Nb5和C靶，并且通过DC賊射形成各个膜。每个靶的输入功率为500W。扭与衬底之间的距离为50mm。XRD评价的结果硬磁记录层为晶态，并且磁晶粒具有Llo结构并且在(001)平面中取向。而且，软磁记录层和非磁性衬层l为无定形的。当利用MFM，见察DC去磁化之后的磁化结构时，在1000个点中的任意一个点中未发现反转磁畴。表2表示了SFD评价结果。实例2的被构图介质中的AHc/Hc值和SFD也大大减少了。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>实例3在按照实例l中的相同过程形成了直到硬磁记录层的各膜之后，形成作为无磁性中间层的0.1到3nm厚的Pd膜。此后，按照与实例1中相同的方式依次实施软磁记录层的形成、45nm间距的数据位图案阵列的形成、保护层的形成和润滑剂的施加，从而获得各种被构图介质。当形成无磁性中间层时Ar压强为0.7Pa，所使用的溅射靶为直径均为164mm的Pd靶，并且通过DC溅射形成各膜。每个靶的输入功率为100W。所有膜均是在室温下形成的。此外，按照以上相同的过程形成将Pt、Cu、Ti、Ru、Re、Ir和Cr用作无磁性中间层的介质。当利用X射线衍射装置实施评价时，该多更磁记录层为晶态的，并且磁晶粒具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。而且，Ru非磁性衬层具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。软磁记录层为无定形的。表3表示了当无磁性中间层由Pd制成时的SFD评价结果以及Hc和Hs值。注意，表3中无磁性中间层为Onm的行表示了实例1。在中间层膜厚度为2.5nm或更小的每个被构图介质中，AHc/Hc值仍保持为很小，并且没有发现SFD增大。另一方面，当无磁性中间层膜厚度为0.3到2.51101时，Hc和Hs减少，因jt匕可以减少去磁4匕场。当中间层材料为Pt、Cu、Ti、Ru、Re、Ir和Cr时发现类似的趋势。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>实例4按照实例1中的相同过程形成了直到软磁记录层的各个膜之后，形成作为无磁性盖层的3nm厚的Ru膜。此后，按照与实例1相同的方式形成45nm间距的数据位图案阵列，并且依次实施保护层的形成和润滑剂的施加，从而获得各种被构图介质。当形成作为无磁性盖层的Ru膜时，Ar压强为0.7Pa，所使用的溅射把为具有164nm直径的Ru靶，并且通过DC溅射形成该膜。每个耙的输入功率为500W。所有膜均在室温下形成。此外，按照如上所述的相同过程形成具有由Cu、Au、Pd、Pt、Rh、Ir、Re、Cr、Mo、W、V、Nb、Ta、Ti、Zr和Hf制成的无磁性盖层的被构图介质。当使用X射线衍射装置评价每个介质时，硬磁记录层为晶态，并且磁晶粒具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。而且，Ru非磁性衬层具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。软磁记录层是无定形的。此外，每个无磁性盖层是晶态的。以下的表4表示了每个介质的SFD评价结果。表4无磁性盖层AHc/HcRu0.10Cu0.11Au0.13Pd0.09Pt0.10Rh0.15Ir0.14Re0.15Cr0.11Mo0.13W0.11V0.10Nb0.12Ta0.09Ti0.15Zr0.12Hf0.12上M明，与实例l相比，因为在实例4中层叠了无磁性盖层，所以AHc/Hc值减小了并且SFD大大减小了。实例5按照和实例l相同过程形成了直到软磁记录层的各膜之后，形成作为软磁性盖层的3nm厚的Ni膜。此后，按照与实例l相同的方式形成45nm间距的数据位图案阵列，并且依次实施保护层的形成和润滑剂的施加，从而获得各种被构图介质。当形成作为软磁性盖层的Ni膜时，Ar压强为0.7Pa,所使用的'减射靶为具有164mm直径的Ni靶，并且通过DC溅射形成该膜。每个靶的输入功率为500W。所有膜均在室温下形成。此外，按照上勤目同过程，形成具有由Co、Fe、CoFe、CoNi和NiFe23制成的软磁性盖层的被构图介质。当使用x射线衍射装置评价每个介质时，硬磁记录层为晶态，并且磁晶粒具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。而且，Ru非磁性衬层具有hcp结构并且在(0001)平面中取向。软磁记录层为无定形的。此外，每个软磁性盖层为晶态的。当利用MFM观察DC去磁化之后的磁化结构时，在1000个点中的任意一个点中没有发现反转磁畴。以下的表5表示了SFD评价结果。表5软磁性盖层AHc/HcNi0.08Co0.1Fe0.14CoFe0.11CoNi0.12NiFe0.11表5揭示了，与实例1相比，AHc/Hc值以及SFD减少了。对于本领域技术人员而言其它优点和修改是显而易见的。因此，本发例。因此，可以在不背离所附权利要求及其等价描述限定的一M明概念的精神和范围的情况下进行各种修改。2权利要求1.一种垂直磁记录介质，其特征在于包括衬底；形成在该衬底上的软磁性衬层；形成在该软磁性衬层上的非磁性衬层；形成在该非磁性衬层上的垂直磁记录层，其包括具有在膜厚度方向的磁各向异性的晶态硬磁记录层，以及形成在该硬磁记录层上并具有磁结构阵列的无定形软磁记录层，每个磁结构对应于1个记录信息数据位，该硬磁记录层和软磁记录层通过交换耦合而耦合。2.根据权利要求l所述的介质，其特征在于该软磁记录层由主要包含钴的无定形合金构成。3.根据权利要求2所述的介质，其特征在于该软磁记录层是由从包含Co-Zr-Nb合金、Co-Zr-Ta合金、Co-B合金、Co曙Ta-C合金、Fe國Co-B合金和Fe-Co-N合金的组中选出的至少一种合金构成的。4.根据权利要求l所述的介质，其特征在于该硬磁记录层由包含钴和铂并且具有hcp结构的(0001)取向的合金材料构成。5.根据权利要求4所述的介质，其特征在于该非磁性衬层是由钌和包含钌的合金中的一种制成。6.根据权利要求l所述的介质，其特征在于该硬磁记录层由(001)取向的合金材料制成，并且具有Llo结构，该合金材料包含从包含铁和钴的组中选出的至少一种元素和从包含柏和钯的组中选出的至少一种元素。7.根据权利要求6所述的介质，其特征在于至少该非磁性衬层这一层是由包含镍的无定形合金制成的。8.根据权利要求1所述的介质，其特征在于还包括形成在硬磁记录层与软》兹记录层之间的无磁性中间层，并且其具有0.3倒2.5nm的厚度。9.根据权利要求8所述的介质，其特征在于该无磁性中间层包含钇、铂、铜、钛、钌、铼、铱和铬中的至少一种。10.根据权利要求l所述的介质，其特征在于还包括形成在软磁记录层上并且由晶态无磁性金属材料制成的盖层。11.根据权利要求10所述的介质，其特征在于该无磁性金属材料是由以下元素的金属或包含以下元素中的至少一种的合金制成的，所述元素是，铜、金、钯、铂、铑、铱、钌、铼、铬、钼、鵠、钒、铌、钽、钛、镐和铪。12.根据权利要求l所述的介质，其特征在于还包括形成在软磁记录层上的盖层，并且该盖层由包含钴、镍和铁中至少一种的晶态软磁性材料制成。13.根据权利要求12所述的介质，其特征在于由晶态软磁性材料制成的盖层是由从包含钴、铁、镍、钴铁、钴镍和镍铁的组中选出的至少一种材料构成的。14.一种磁记录/再现装置，其特征在于包括垂直磁记录介质，其包括衬底，形成在衬底上的软磁性衬层；形成在该软磁性衬层上的非磁性衬层；形成在该非磁性衬层上的垂直磁记录层，其包括具有在膜厚度方向的磁各向异性的晶态硬磁记录层，以及形成在该硬磁记录层上并具有磁结构阵列的无定形软磁记录层，每个磁结构对应于1个记录信息数据位，该硬磁记录层和软磁记录层通过交换耦合而耦合；以及记录/再现头。15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于该软磁记录层由主要包含钴的无定形合金构成。16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于该软磁记录层由从包含Co-Zr-Nb合金、Co-Zr-Ta合金、Co-B合金、Co-Ta-C合金、Fe隱Co-B合金和Fe-Co-N合金的组中选出的至少一种合金构成。17.根据权利要求14所迷的装置，其特征在于该硬磁记录层由包含钴和辆并且具有hep结构的(0001)取向的合金材料构成。18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于该非磁性衬层是由钌和包含钌的合金中的一种制成的。19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于该硬磁记录层是由(001)取向的合金材料制成的，并且具有L1。结构，所述合金材料包含从包^4失和钴的組中选出的至少一种元素和从包含铂和钯的组中选出的至少一种元素。20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于至少该非磁性衬层这一层是由包含镍的无定形合金制成的。21.根据权利要求14所述的装置，其特征在于还包括形成在硬磁记录层与软磁记录层之间的无磁性中间层，并且该无磁性中间层具有0.3倒2.5nm的厚度。22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于该无磁性中间层包含fe、铂、铜、钛、钌、铼、铱和铬中的至少一种。23.根据权利要求14所述的装置，其特征在于还包括形成在软磁记录层上并且由晶态无磁性金属材料制成的盖层。24.根据权利要求23所迷的装置，其特征在于该无磁性金属材料是由以下元素的金属或包含以下元素中的至少一种的合金制成的，所述元素是，铜、金、钯、钿、铑、铱、钌、铼、铬、钼、鵠、钒、铌、钽、钛、镐和铪。25.根据权利要求14所述的装置，其特征在于还包括形成在软磁记录层上的盖层，并且该盖层由包含钴、镍和铁中至少一种的晶态软磁性材料构成。26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于由晶态软磁性材料制成的盖层是由从包含钴、铁、镍、钴铁、钴镍和镍铁的组中选出的至少一种材料构成的。全文摘要本发明公开了一种垂直磁记录介质和使用该介质的磁记录/再现装置，所述垂直磁记录介质(10)，其包括衬底(1)、软磁性衬层(2)、非磁性衬层(3)以及垂直磁记录层(4)。该垂直磁记录层(4)具有磁结构阵列，每个结构对应于1个记录信息数据位，并且包括具有垂直磁各向异性的晶态硬磁记录层(4-1)和无定形软磁记录层(4-2)。该硬和软磁记录层(4-1、4-2)通过交换耦合耦合。文档编号G11B5/66GK101465130SQ20081016971公开日2009年6月24日申请日期2008年10月20日优先权日2007年12月20日发明者前田知幸申请人:株式会社东芝