垂直磁记录介质及磁记录再现装置的制造方法
【专利说明】垂直磁记录介质及磁记录再现装置
[0001]相关申请
[0002]本申请以日本专利申请2013-212792号(申请日:2013年10月10日)以及2014-134349号(申请日:2014年6月30日)为基础申请，享受优先权。本申请通过参照这些基底申请，包含基底申请的全内容。
技术领域
[0003]本发明的实施例涉及垂直磁记录介质及磁记录再现装置。
【背景技术】
[0004]现在，HDD的介质采用CoCrPt-氧化物颗粒型的磁记录层，为了提高面记录密度，必须减小CoCrPt磁性粒子。但是，若减小磁性粒子，则热稳定性降低，数据容易消失。热稳定性能够通过提高垂直磁各向异性来改善，但是，高速磁化反转时的顽磁力也变高，若比头部的记录磁场大，则无法进行充分的记录。
[0005]虽然研究了称为BPM(Bit Patterned Media:比特格式媒体)的解决方案，但是加工磁记录层时介质表面的平坦性恶化，头部和介质容易发生接触，因此，优选是不进行表面加工的介质。另外，在BPM中进行加工时，确定了伺服和/或数据比特的位置，但是优选在介质完成后能够自由设定。
[0006]从而，提出了称为PPM (Percolated Perpendicular Media:渗出垂直媒体)的介质。PPM中，通过在磁畴壁移动型的磁性层中形成空孔和/或非磁性的钉扎位点而钉住磁畴壁，来维持比特。被磁畴壁包围的I比特成为热波动的单位，因此热稳定性高，由于磁畴壁移动，顽磁力变低，因此能够期待记录的容易性。但是，在实验方面，例如CoPt-氧化物基础的PPM存在垂直磁各向异性不足和加热的问题，为了加工基板，Co/Pt-空孔型的PPM在表面的平坦性存在问题。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例的目的是提供可同时实现热稳定性和记录容易性，获得高面记录密度的垂直磁记录介质。
[0008]根据实施例，可提供一种垂直磁记录介质，其具备:
[0009]基板；
[0010]基底层，其设置在该基板上，包括晶粒，该晶粒间的晶界宽度小于0.5nm ;及
[0011]多层磁记录层，其与该基底层接触地形成于该基底层上，由磁性层和非磁性层分别交替层叠二层以上而成；
[0012]上述磁性层具有，以Co为主成分的磁性晶粒，和包括分散于该磁性层全体的氧化物、能够钉住磁畴壁的多个钉扎位点；
[0013]其是在磁记录层全体的范围、在面内方向交换耦合的磁连续的膜；
[0014]具有顽磁力附近的磁化曲线的斜率α为5以上的磁特性。
【附图说明】
[0015]图1是表示第I实施例的垂直磁记录介质的一例的示意剖视图。
[0016]图2是表示第2实施例的垂直磁记录介质的其他一例的示意剖视图。
[0017]图3是表示从平面观察图1的多层垂直磁记录层的构造的示意图。
[0018]图4是将实施例的磁记录再现装置的一例部分分解的立体图。
[0019]图5是表示实施例中采用的基底层的平面TEM图像照片。
[0020]图6是表示实施例的磁记录介质的一例的剖面构造的DF-STEM图像照片。
[0021]图7是表示实施例的磁记录介质的磁化曲线的图。
[0022]图8是表示实施例的磁记录介质的一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0023]图9是表示实施例的磁记录介质的其他一例的剖面构造的DF-STEM图像照片。
[0024]图10是表示实施例的磁记录介质的多层磁记录层的平面构造的DF-STEM图像照片。
[0025]图11是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0026]图12是表示比较的磁记录介质的磁化曲线的图。
[0027]图13是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0028]图14是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0029]图15是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0030]图16是表示从上方观察实施例的垂直磁记录介质的一例的微磁仿真计算模型的图。
[0031]图17是表示第I实施例的垂直磁记录介质的一例的面内方向的微磁仿真计算模型的一例的图像的照片。
[0032]图18是表示第I实施例的垂直磁记录介质的其他一例的面内方向的微磁仿真计算模型的一例的图像的照片。
[0033]图19是第2实施例的垂直磁记录介质的一例的微磁仿真计算模型的立体图。
[0034]图20是表示第2实施例的垂直磁记录介质的一例的面内方向的微磁仿真计算模型的一例的图像的照片。
[0035]图21是表示第2实施例的垂直磁记录介质的一例的面内方向的微磁仿真计算模型的一例的图像的照片。
[0036]图22是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0037]图23是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0038]图24是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0039]图25是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0040]图26是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0041]图27是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0042]图28是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
[0043]图29是表示实施例的磁记录介质的其他一例的氧化物添加量和磁特性的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0044]以下，说明实施例。
[0045]根据实施例，提供一种垂直磁记录介质，其具备:基板；在基板上设置的基底层；与基底层接触地设置，由磁性层和非磁性层交替分别层叠二层以上而成的多层磁记录层。
[0046]基底层包括晶粒，晶粒间的晶界宽度小于0.5nm。多层磁记录层的磁性层和非磁性层都是连续层。磁性层具备:以Co为主成分的磁性晶粒；包括分散于磁性层全体的氧化物、能够钉住磁畴壁的多个钉扎位点。另外，该垂直磁记录介质具有顽磁力附近的磁化曲线的斜率α为5以上的磁特性。
[0047]另外，这里，主成分是指构成物质的材料中包含最多的成分，例如元素或者化合物坐寸ο
[0048]另外，根据实施例，提供具备上述垂直磁记录介质和磁头的磁记录再现装置。
[0049]根据实施例，通过在垂直磁记录介质的磁记录层采用具有钉扎位点的多层膜，能够同时实现高热稳定性和记录容易性，获得高面记录密度。
[0050]实施例的垂直磁记录介质中，能够以获得高垂直磁各向异性的人工晶格为基础，埋入对磁性金属为非固溶的钉扎位点。
[0051]另外，根据实施例，即使作为钉扎位点使用容易向晶界析出的氧化物，通过不采用包围磁性粒子而使其孤立化的构造、有意使晶界的厚度不均匀而集中在特定的处所，能够起到良好的钉扎位点的功能。
[0052]< 基板 >
[0053]作为基板，能够采用例如玻璃基板、Al系合金基板、陶瓷基板、碳基板和/或具有氧化表面的Si单结晶基板等。
[0054]作为玻璃基板的材料，可列举例如非晶质玻璃、结晶化玻璃。作为非晶质玻璃，能够采用例如通用的钠钙玻璃及铝硅酸盐玻璃等。另外，作为结晶化玻璃，能够采用例如锂系结晶化玻璃。作为陶瓷基板，能够采用例如以通用的氧化铝、氮化铝及氮化硅等为主成分的烧结体和/或它们的纤维强化物等。
[0055]或者，作为基板，也能够采用在上述金属及非金属的基板等的表面用电镀法和/或溅射法形成NiP层后的基板。
[0056]另外，作为向基板上形成薄膜的形成方法，仅仅选择了溅射法，但是真空蒸镀法和/或电解电镀法等也能够获得同样的效果。
[0057]<软磁性背衬层>
[0058]实施例中，通过在基板和垂直磁记录层之间设置高透磁率的软磁性背衬层，能够构成所谓的垂直二层介质。该垂直二层介质中，软磁性背衬层起到使来自用于磁化垂直磁记录层的磁头例如单磁极头部的记录磁场穿过水平方向向磁头侧回流的磁头的部分功能，向磁记录层急剧施加充分的垂直磁场，能够获得提高记录再现效率的效果。
[0059]软磁性背衬层能够采用例如包含Fe、Ni及Co的材料。
[0060]作为这样的材料，能够列举FeCo系合金例如FeCo、FeCoV等、FeNi系合金例如FeNi, FeNiMo, FeNiCr, FeNiSi 等、FeAl 系合金、FeSi 系合金例如 FeAl、FeAlS1、FeAlSiCr、FeAlSiTiRiuFeAlO 等、FeTa 系合金例如 FeTa、FeTaC、FeTaN 等、FeZr 系合金例如 FeZrN 等。
[0061]另外，能够采用具有以60原子％以上含有Fe的FeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等的微结晶构造或者将微细晶粒在矩阵中分散的颗粒构造的材料。
[0062]作为软磁性背衬层的其他材料，能够采用包含Co和Zr、Hf、Nb、Ta、Ti及Y中至少I种的Co合金。Co优选包含80原子％以上。这样的Co合金在通过溅射法制膜时容易形成非晶质层，非晶质软磁性材料没有结晶磁各向异性、结晶缺陷及晶界，因此呈现非常佳的软磁性。
[0063]作为这样的非晶质软磁性材料，能够列举以钴为主成分、锆为副成分的合金例如CoZr> CoZrNb及CoZrTa等的CoZr系合金。为了容易形成非晶质等的目的，能够在以上的材料进一步添加B。
[0064]另外，在软磁性背衬层采用非晶质材料时，与非晶质系的基板同样，几乎不会对在其上形成的金属层的结晶取向造成直接的影响，因此，即使材料变更，磁记录层的构造和/或结晶性也没有大的变化，能够期待基本同样的磁特性及记录再现特性。若像CoZr系合金那样仅仅是第三种元素不同，则饱和磁化(Ms)、顽磁力(He)及透磁率(μ)等的差异也小，因此能够获得大致同等的磁特性及磁记录再现特性。
[0065]<基底层>
[0066]实施例的垂直磁记录介质中，能够在基板或者在基板上设置的软磁性背衬层和垂直磁记录层之间设置基底层。
[0067]作为基底层，能够采用例如hep和/或fee构造的金属即Ru、Rh、Pd、Pt和/或Ti。这些金属与记录层的主成分的Co和/或Pt、Pd相同，为密集结晶构造，晶格失配也不会过大，密集面容易与膜面平行成长，容易柱状成长等，因此是优选的。另外，也能够使用从包括Ru、Rh、Pd、Pt及Ti的群中选择的至少I种和从包括Co及Cr的群中选择的至少一种组成的合金。而且，能够添加从例如包括B、Ta、Mo、Nb、Hf、Ir、Cu、Nd、Zr、W及Nd的群选择的至少一种。
[0068]在使磁记录层的磁性粒子磁孤立的以往的颗粒介质中，基底层的晶粒间也在构造上分离。特别地，通过采用在高气压中制膜的Ru基底层，能够在大约Inm及其以上的比较均匀的晶界层形成包围有磁性粒子的CoPtCr-氧化物颗粒型磁性层。采用氧化物制作PPM时，氧化物虽然有向磁性晶粒的周边偏析的倾向，但是只要不成为磁孤立的粒子即可。优选的是，晶界层厚宁可不均匀，晶界层与邻接粒子部分地形成薄的磁耦合，另一方面，氧化物集中，在粒子间呈现大的块，起到磁畴壁的钉扎位点的功