磁记录介质及其制造方法以及磁记录和再现装置
阅读：678发布：2023-02-02
专利汇可以提供磁记录介质及其制造方法以及磁记录和再现装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种磁记录介质，该磁记录介质形成在 铝 基底(Al－Mg 合金 )上，该铝基底具有纹理条纹以及NiP 镀 层，具有沿周向的磁 各向异性 ，以及具有高顽 磁性 、高 角 形比以及令人满意的电磁转换特性，本发明还提供了其制造方法以及一种磁记录和再现装置。该磁记录介质至少包括取向控制层、非磁性内涂层、磁性层以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上。该取向控制层包含选自于Co、Ni和Fe中的一种或多种成分以及选自于W、Mo、Ta和Nb中的一种或多种成分。，下面是磁记录介质及其制造方法以及磁记录和再现装置专利的具体信息内容。
1.一种磁记录介质，至少包括：取向控制层、非磁性内涂层、磁性层 以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上，其中该铝基底的表面上 具有条纹并镀敷有NiP或NiP合金，其中所述取向控制层包含选自于Co、Ni和Fe中的一种或多种成分以 及选自于W、Mo、Ta和Nb中的一种或多种成分。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述取向控制层包含选自 于以下合金的至少一种合金：Co-W、Co-Mo、Co-Ta、Co-Nb、Ni-Ta、 Ni-Nb、Fe-W、Fe-Mo以及Fe-Nb。
3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其中在所述铝基底中，通 过化学沉积在Al-Mg合金基底体上形成Ni-P型合金膜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁记录介质，其中所述取向控 制层的膜厚在1埃至50埃的范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁记录介质，其中所述条纹的 线密度为7500(线/毫米)或更高。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁记录介质，其中所述磁性层 的磁各向异性指数(沿周向的顽磁性/沿径向的顽磁性)为1.05或更大。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁记录介质，其中剩磁强度量 的磁各向异性指数(沿周向的剩磁强度量/沿径向的剩磁强度量)为1.05 或更大。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁记录介质，其中所述非磁性 内涂层包含Cr层或Cr合金层，其中该Cr合金层包含选自于Ti、Mo、 Al、Ta、W、Ni、B、Si、V和Mn的一种或多种成分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的磁记录介质，其中所述磁性层 包含选自于以下合金的一种或多种成分：Co-Cr-Pt、Co-Cr-Pt-Ta、 Co-Cr-Pt-B和Co-Cr-Pt-B-Y(Y代表Ta或Cu)。
10.一种磁记录和再现装置，其特征在于，包括根据权利要求1至9 中任一项所述的磁记录介质，以及用于在该磁记录介质上记录和再现信息 的磁头。
技术领域
本发明涉及用于硬盘装置等中的磁记录介质、该磁记录介质的制造方 法以及磁记录和再现装置。
背景技术
硬盘装置(HDD)是一种磁记录和再现装置，它的记录密度现在以30 ％的年增长率增长，并且在未来还将保持该增长趋势。因此，磁记录磁头 的开发以及适用于高记录密度的磁记录介质的开发正不断进步。
需要增加用于硬盘装置的磁记录介质的记录密度，同时需要改进矫顽 磁力以及降低介质噪音。
在用于硬盘装置的磁记录介质的主流结构中，通过溅射工艺在磁记录 介质基底上层叠形成金属膜。此外，铝基底和玻璃基底广泛应用于磁记录 介质基底。
铝基底例如包括具有NiP型合金膜的镜面抛光Al-Mg合金，其中该 NiP型合金膜通过化学沉积基底上形成大约10微米的厚度，而其表面得以 进一步镜面磨光。
对于玻璃基底，有两种类型，分别采用无定形玻璃或结晶玻璃，对于 任何一种玻璃基底，都对其进行镜面磨光。
通常，在通常用于硬盘装置的磁记录介质中，在非磁性基底上依次沉 积非磁性内涂层(Ni-Al型合金、Cr、Cr型合金等等)、非磁性中间层 (Co-Cr、Co-Cr-Ta型合金等等)、磁性层(Co-Cr-Pt-Ta、Co-Cr-Pt-B 型合金等等)以及保护层(碳等等)，其中在该非磁性基底上形成包括液 体润滑剂的润滑层。
而且，除了需要增加磁盘装置的记录密度等之外，还需要磁记录介质 的结构具有沿周向的磁各向异性以及具有令人满意的电磁转换特性。因此， 对于采用在铝合金上镀敷NiP的基底(下面简称为铝基底)的磁记录介质， 存在具有如下结构的介质，即，通过沿NiP表面的周向机械形成槽(下面 成为“机械纹理处理”)，从而提供沿周向的各向异性。
而且，在玻璃基底上执行上述机械纹理处理的情况下，难以向玻璃基 底本身提供沿周向的磁各向异性。因此，已经由本申请的申请人(例如， 在专利文献1中)提出一种这样的磁记录介质，即，通过在已经施加纹理 条纹的玻璃基底上形成取向控制层的结构，提供沿周向的磁各向异性。
需要增加用于硬盘装置的磁记录介质的记录密度，同时需要改进矫顽 磁力以及降低介质噪音。
在用于硬盘装置的磁记录介质的主流结构中，通过溅射工艺在磁记录 介质基底上层叠形成金属膜。此外，铝基底和玻璃基底广泛应用于磁记录 介质基底。
铝基底例如包括具有NiP型合金膜的镜面抛光Al-Mg合金，其中该 NiP型合金膜通过化学沉积基底上形成大约10微米的厚度，而其表面得以 进一步镜面磨光。
对于玻璃基底，有两种类型，分别采用无定形玻璃或结晶玻璃，对于 任何一种玻璃基底，都对其进行镜面磨光。
通常，在通常用于硬盘装置的磁记录介质中，在非磁性基底上依次沉 积非磁性内涂层(Ni-Al型合金、Cr、Cr型合金等等)、非磁性中间层 (Co-Cr、Co-Cr-Ta型合金等等)、磁性层(Co-Cr-Pt-Ta、Co-Cr-Pt-B 型合金等等)以及保护层(碳等等)，其中在该非磁性基底上形成包括液 体润滑剂的润滑层。
而且，除了需要增加磁盘装置的记录密度等之外，还需要磁记录介质 的结构具有沿周向的磁各向异性以及具有令人满意的电磁转换特性。因此， 对于采用在铝合金上镀敷NiP的基底(下面简称为铝基底)的磁记录介质， 存在具有如下结构的介质，即，通过沿NiP表面的周向机械形成槽(下面 成为“机械纹理处理”)，从而提供沿周向的各向异性。
而且，在玻璃基底上执行上述机械纹理处理的情况下，难以向玻璃基 底本身提供沿周向的磁各向异性。因此，已经由本申请的申请人(例如， 在专利文献1中)提出一种这样的磁记录介质，即，通过在已经施加纹理 条纹的玻璃基底上形成取向控制层的结构，提供沿周向的磁各向异性。
发明内容
本发明要解决的技术问题
在专利文献1中公开的磁记录介质中，由于在按照现状采用玻璃基底 的情况下沿周向不具有磁各向异性，所以该结构是通过提供取向控制层获 得磁各向异性的结构。
然而，为了满足进一步改进磁各向异性的需求从而在磁记录介质中实 现更高的记录密度，在如专利文献1公开的那样在磁记录介质的玻璃基底 上设置取向控制层的结构中，难以获得高磁各向异性，以及人们担心不能 获得满意的电磁转换特性。
本发明考虑到上述因素，本发明的目的之一是，提供一种磁记录介质， 该磁记录介质采用铝基底(Al-Mg合金)，该铝基底具有纹理条纹以及已 经镀敷NiP镀层，具有沿周向的磁各向异性，以及因还设置有取向控制层 从而具有高磁各向异性，以及即使在采用具有膜厚度较薄的取向控制层的 情况下，也具有高顽磁性、高角形比以及令人满意的电磁转换特性，本发 明还提供了该磁记录介质的制造方法以及磁记录和再现装置。
用于解决该技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本申请的申请人经过认真调查研究以及辛勤努力， 终于完成了本发明，本申请的申请人发现，通过采用一种合金层作为铝基 底(Al-Mg合金)上的取向控制层，能够改进磁记录和再现装置的特性， 其中该合金层由Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb 中一种或多种元素形成，以及其中上述铝基底已经施加了纹理条纹以及已 经镀敷了NiP。
也就是说，本发明涉及如下内容。
(1)一种磁记录介质，其特征在于，该磁记录介质至少包括：取向控 制层、非磁性内涂层、磁性层以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基 底上，其中该铝基底的表面上具有条纹并镀敷有NiP或NiP合金，其中所 述取向控制层包含选自于Co、Ni和Fe中的一种或多种成分以及选自于W、 Mo、Ta和Nb中的一种或多种成分。
(2)根据(1)所述的磁记录介质，其中所述取向控制层包含选自于 以下合金的至少一种合金：Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、 Co-Nb型合金、Ni-Ta型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合 金以及Fe-Nb型合金。
(3)根据(1)或(2)所述的磁记录介质，其中在所述铝基底中，通 过化学沉积在Al-Mg合金基底体上形成Ni-P型合金膜。
(4)根据(1)至(3)之一所述的磁记录介质，其中所述取向控制层 的膜厚在1埃至50埃的范围。
(5)根据(1)至(4)之一所述的磁记录介质，其中所述条纹的线密 度为7500(线/毫米)或更高。
(6)根据(1)至(5)之一所述的磁记录介质，其中所述磁性层的磁 各向异性指数(沿周向的顽磁性/沿径向的顽磁性)为1.05或更大。
(7)根据(1)至(6)之一所述的磁记录介质，其中剩磁强度量的磁 各向异性指数(沿周向的剩磁强度量/沿径向的剩磁强度量)为1.05或更大。
(8)根据(1)至(7)之一所述的磁记录介质，其中所述非磁性内涂 层包含Cr层或Cr合金层，其中该Cr合金层包含选自于Ti、Mo、Al、 Ta、W、Ni、B、Si、V和Mn的一种或多种成分。
(9)根据(1)至(8)之一所述的磁记录介质，其中所述磁性层包含 选自于以下合金的一种或多种成分：Co-Cr-Pt型合金、Co-Cr-Pt-Ta型合 金、Co-Cr-Pt-B型合金和Co-Cr-Pt-B-Y型合金(Y代表Ta或Cu)。
(10)一种磁记录和再现装置，其特征在于，包括根据(1)至(9) 之一所述的磁记录介质，以及用于在该磁记录介质上记录和再现信息的磁 头。
发明的技术效果
由于本发明的磁记录介质至少包括取向控制层、非磁性内涂层、磁性 层以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上，其中该铝基底的表面 上具有条纹以及镀敷有NiP或NiP合金，其中该取向控制层的结构中包含 Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb中一种或多种元 素，所以能够获得沿周向的高磁各向异性。
因此，电磁转换特性得以改进，以及能够获得适用于高记录密度的磁 记录介质。
附图说明
图1是示出根据本发明的磁记录介质实例的横截面概略图；以及
图2是示出采用根据本发明的磁记录介质的磁记录和再现装置的概略 图。
附图的参考标记说明
1磁记录介质；2铝基底；3取向控制层；4非磁性内涂层；5磁性层； 6保护层；11磁记录和再现装置；13磁头
在专利文献1中公开的磁记录介质中，由于在按照现状采用玻璃基底 的情况下沿周向不具有磁各向异性，所以该结构是通过提供取向控制层获 得磁各向异性的结构。
然而，为了满足进一步改进磁各向异性的需求从而在磁记录介质中实 现更高的记录密度，在如专利文献1公开的那样在磁记录介质的玻璃基底 上设置取向控制层的结构中，难以获得高磁各向异性，以及人们担心不能 获得满意的电磁转换特性。
本发明考虑到上述因素，本发明的目的之一是，提供一种磁记录介质， 该磁记录介质采用铝基底(Al-Mg合金)，该铝基底具有纹理条纹以及已 经镀敷NiP镀层，具有沿周向的磁各向异性，以及因还设置有取向控制层 从而具有高磁各向异性，以及即使在采用具有膜厚度较薄的取向控制层的 情况下，也具有高顽磁性、高角形比以及令人满意的电磁转换特性，本发 明还提供了该磁记录介质的制造方法以及磁记录和再现装置。
用于解决该技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本申请的申请人经过认真调查研究以及辛勤努力， 终于完成了本发明，本申请的申请人发现，通过采用一种合金层作为铝基 底(Al-Mg合金)上的取向控制层，能够改进磁记录和再现装置的特性， 其中该合金层由Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb 中一种或多种元素形成，以及其中上述铝基底已经施加了纹理条纹以及已 经镀敷了NiP。
也就是说，本发明涉及如下内容。
(1)一种磁记录介质，其特征在于，该磁记录介质至少包括：取向控 制层、非磁性内涂层、磁性层以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基 底上，其中该铝基底的表面上具有条纹并镀敷有NiP或NiP合金，其中所 述取向控制层包含选自于Co、Ni和Fe中的一种或多种成分以及选自于W、 Mo、Ta和Nb中的一种或多种成分。
(2)根据(1)所述的磁记录介质，其中所述取向控制层包含选自于 以下合金的至少一种合金：Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、 Co-Nb型合金、Ni-Ta型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合 金以及Fe-Nb型合金。
(3)根据(1)或(2)所述的磁记录介质，其中在所述铝基底中，通 过化学沉积在Al-Mg合金基底体上形成Ni-P型合金膜。
(4)根据(1)至(3)之一所述的磁记录介质，其中所述取向控制层 的膜厚在1埃至50埃的范围。
(5)根据(1)至(4)之一所述的磁记录介质，其中所述条纹的线密 度为7500(线/毫米)或更高。
(6)根据(1)至(5)之一所述的磁记录介质，其中所述磁性层的磁 各向异性指数(沿周向的顽磁性/沿径向的顽磁性)为1.05或更大。
(7)根据(1)至(6)之一所述的磁记录介质，其中剩磁强度量的磁 各向异性指数(沿周向的剩磁强度量/沿径向的剩磁强度量)为1.05或更大。
(8)根据(1)至(7)之一所述的磁记录介质，其中所述非磁性内涂 层包含Cr层或Cr合金层，其中该Cr合金层包含选自于Ti、Mo、Al、 Ta、W、Ni、B、Si、V和Mn的一种或多种成分。
(9)根据(1)至(8)之一所述的磁记录介质，其中所述磁性层包含 选自于以下合金的一种或多种成分：Co-Cr-Pt型合金、Co-Cr-Pt-Ta型合 金、Co-Cr-Pt-B型合金和Co-Cr-Pt-B-Y型合金(Y代表Ta或Cu)。
(10)一种磁记录和再现装置，其特征在于，包括根据(1)至(9) 之一所述的磁记录介质，以及用于在该磁记录介质上记录和再现信息的磁 头。
发明的技术效果
由于本发明的磁记录介质至少包括取向控制层、非磁性内涂层、磁性 层以及保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上，其中该铝基底的表面 上具有条纹以及镀敷有NiP或NiP合金，其中该取向控制层的结构中包含 Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb中一种或多种元 素，所以能够获得沿周向的高磁各向异性。
因此，电磁转换特性得以改进，以及能够获得适用于高记录密度的磁 记录介质。
附图说明
图1是示出根据本发明的磁记录介质实例的横截面概略图；以及
图2是示出采用根据本发明的磁记录介质的磁记录和再现装置的概略 图。
附图的参考标记说明
1磁记录介质；2铝基底；3取向控制层；4非磁性内涂层；5磁性层； 6保护层；11磁记录和再现装置；13磁头
具体实施方式
下面，参照附图来说明根据本发明的磁记录介质的实施例。
图1和图2示出本实施例的磁记录介质。该磁记录介质1的表面上具 有条纹，其特征在于，至少包括取向控制层、非磁性内涂层、磁性层以及 保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上，所述铝基底上镀敷有NiP或 NiP合金，其中该取向控制层包含Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、 Mo、Ta和Nb中一种或多种元素。
图1示意性示出本实施例的磁记录介质1的结构。在图1中，2表示 铝基底，3表示取向控制层，4表示非磁性内涂层，5表示磁性层，以及6 表示保护层。
铝基底2表示Ni-P型合金膜，其中通过在镜面抛光的Al-Mg合金基 底上进行化学沉积形成大约5至15微米的该NiP型合金膜，其中它的表 面还要进行进一步镜面抛光。
例如，通过分离的研磨颗粒或利用固定研磨颗粒的缠绕带执行机械纹 理处理，在铝基底2的表面上形成条纹。在铝基底2上形成的条纹优选沿 基底周向延伸。
表面上形成有条纹的铝基底2的表面平均粗糙度Ra希望为0.1纳米至 1纳米(1埃至10埃)的范围内，以及优选为0.2纳米至0.8纳米(2埃至 8埃)的范围内。
如果铝基底2的表面平均粗糙度Ra小于0.1纳米，则铝基底2变得过 于平滑，而增加磁性层4的磁各向异性的效果变弱。而且，如果表面平均 粗糙度Ra超过1纳米，则介质表面的平滑度变低，以及滑行高度特性降 低，从而难以降低记录和再现时磁头的浮动高度。
铝基底2的表面优选具有线密度为7500(线/毫米)或更高的条纹。所 述线密度是沿铝基底2的径向测量的线密度。
将线密度设置为7500(线/毫米)或更高的原因是，条纹的效果由磁特 性(例如改进顽磁性的效果)和电磁转换特性(例如改进SNR(信噪比) 和PW50的效果)来反映。更优选的是，如果具有线密度为20000(线/毫 米)或更高的条纹，则上述效果会变得更加显著。
线密度的上限是200000(线/毫米)。如果线密度超过200000(线/毫 米)，则条纹的线间距会小于50埃，使得非磁性内涂层的粒径大于该线间 距，从而降低磁记录介质的磁各向异性。
该条纹优选为主要沿周向相对于铝基底2形成。这里，条纹是指铝基 底2表面的不均匀形状，其中沿径向横截面的高低点的垂直距离处于0.02 纳米至20纳米的范围内(更优选为0.05纳米至10纳米的范围内)。
如果条纹的高低点之间的垂直距离处于上述范围内，则改进和磁各向 异性表现形式相关的电磁转换特性变得有效。
在条纹的高低点之间的垂直距离超过20纳米的情况下，铝基底2表面 的凸凹形状过大，以及存在影响到相邻条纹的均匀性的危险。
该条纹例如优选通过利用分离的研磨颗粒或采用固定研磨颗粒的缠绕 带执行机械纹理处理来形成。
在测量条纹的线密度时，例如，采用AFM(原子力显微镜，由美国 Degital设备公司制造)作为测量装置。
线密度的测量条件如下所述。
扫描宽度是1微米，扫描频率是1赫兹，测量次数是256，而模式为 敲击(tapping)模式。沿铝基底的径向扫描探针，其中该铝基底表示样本， 从而获得AFM的扫描图像。使平整阶数是2，通过相对于扫描图像对X 轴和Y轴执行平面适配自动过程来执行图像的平滑校正，其中上述平面适 配自动过程表示平滑过程。相对于平滑校正图像设置大约0.5微米×0.5微 米框，以及计算该区域中的线密度。通过将沿X轴中心线和Y轴中心线的 零交叉点的总数转换成每1毫米的数量，计算出线密度。也就是说，线密 度变成沿径向每1毫米纹理条纹的高低点的数量。
测量铝基底的表面内的每个区域，然后计算测量值的平均值和标准偏 差。测量区域的数量可以是其中能够计算平均值和标准偏差的数量。例如， 如果测量数大约为10个点，则可以测定上述平均值和标准偏差。而且，通 过计算从原始10个点排除最大值和最小值之后的8个点的平均值和标准偏 差，能够排除异常测量值以及能够改进测量准确度。
取向控制层3具有调节直接形成在其上的非磁性层4的晶体取向，以 及调节形成在其上的磁性层5的晶体取向的作用，该取向控制层用于改进 沿磁性层5的周向的磁各向异性。而且，取向控制层3不仅调节晶体取向， 而且还用作晶粒细化层，该晶粒细化层细化非磁性内涂层4和磁性层5内 的晶粒。
可以采用由Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb 中一种或多种元素形成的合金层作为取向控制层3。
对于用于取向控制层3的合金层组分没有特别限制条件，但是Co、 Ni和Fe的总含量优选为25at％至70at％，以及W、Mo、Ta和Nb的总 含量优选为30at％至75at％。
在Co、Ni和Fe的总含量小于25at％的情况下，非磁性内涂层4的晶 体取向不会变得充足，从而降低顽磁性。如果Co、Ni和Fe的总含量超过 70at％，也不是优选的，因为取向控制层3具有磁化。
在W、Mo、Ta和Nb的总含量小于30at％的情况下，沿磁性层5的 周向的磁各向异性降低。如果W、Mo、Ta和Nb的总含量超过75at％， 非磁性内涂层4的晶体取向不会变得充足，从而降低顽磁性。
对于上述取向控制层3，更优选的是希望采用以下至少一个合金层： Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、Co-Nb型合金、Ni-Ta型 合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合金以及FeNb型合金。通 过本申请的申请人的认真研究发现，采用包含Fe7W6结构的合金会进一步 改进沿磁性层的周向的磁各向异性。作为这些合金层的组分范围，Fe7W6 结构的含量至少为25％将有助于进一步改进沿磁性层5的周向的磁各向异 性。也就是说，CoW型合金中W的组分范围优选为30at％至85at％的范 围内。CoMo型合金中Mo的组分范围优选为30at％至85at％的范围内。 CoTa型合金中Ta的组分范围优选为38at％至65at％的范围内。CoNb型 合金中Nb的组分范围优选为37at％至86at％的范围内。NiTa型合金中 Ta的组分范围优选为38at％至63at％的范围内。NiNb型合金中Nb的组 分范围优选为31at％至86at％的范围内。Fe-W型合金中W的组分范围优 选为37at％至86at％的范围内。Fe-Mo型合金中Mo的组分范围优选为35at ％至85at％的范围内。Fe-Nb型合金中Nb的组分范围优选为40at％至86at ％的范围内。
Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、Co-Nb型合金、Ni-Ta 型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合金以及Fe-Nb型合金 能够具有在它们均单独采用时所具有的特性，而且，即使该合金是多种合 金的组合，也能够具有相同的特性。例如，在Co-W-Mo型合金、Co-Ni-Nb 型合金、Co-W-Mo-Ta型合金等等中具有相同特性。
用于本实施例的磁记录介质1的取向控制层3的膜厚优选为1埃至50 埃的范围内。
在取向控制层3的膜厚小于1埃的情况下，非磁性内涂层4的晶体取 向不会变得充足，从而降低顽磁性。如果取向控制层3的膜厚超过50埃， 则沿磁性层5周向的磁各向异性降低。
而且，从改进沿磁性层5周向的磁各向异性的角度考虑，取向控制层 3的膜厚处于5埃至20埃的范围内更加优选。
在取向控制层应用到玻璃基底的情况下，该取向控制层的膜厚优选为 20埃至100埃。然而，在该取向控制层应用到铝基底5的情况下，5埃至 20埃是优选的。在将取向控制层应用到基底时，在玻璃基底和铝基底之间 存在较大差异。
可以在本实施例所述的取向控制层3中添加具有辅助效果的元素。
附加元素实例包括Ti、V、Cr、Mn、Zr、Hf、Ru、B、Al、Si、P等 等。
该附加元素的总含量优选为20at％或更低。如果该总含量超过20at％， 则上述取向控制层的效果会下降。该含量的下限为0.1at％，如果该含量低 于0.1at％，则附加元素的效果会消失。
对于非磁性内涂层4，优选采用Cr层或Cr合金层，该Cr合金层包 括Cr和Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si、V和Mn中的一种或两种或 以上元素。
该非磁性内涂层4可以由单层构成，但是它优选由两层或更多层构成。
从改进Cr层41的周向磁各向异性的角度考虑，优选采用Cr、CrMn 型合金或者CrFe型合金，其中该Cr层41是直接位于取向控制层3上的 第一层。
对于用作第二层的Cr层42，因为Cr单独的晶格常数小，所以从改进 磁记录介质的SNR特性角度考虑，优选通过添加Mo、W、V、Ti等等元 素到例如CrMo、CrW、CrV或者CrTi型合金中来增大晶格常数，以及 匹配磁性层5的晶格常数和Co合金的晶格常数。而且，如果将B添加到 上述Cr层或者Cr合金层，则具有细化晶粒的效果，这从改进磁记录介质 的SNR特性的角度看是优选的。
非磁性内涂层4的Cr层或Cr合金层的晶体取向优选形成为具有(100) 平面内的优选取向平面。因此，形成在非磁性内涂层4上的磁性层5的Co 合金的晶体取向更加强烈的显现该(11·0)，以及获得改进磁特性例如顽 磁性(Hc)的效果，而且，获得改进记录和再现特性例如SNR的效果。
上述晶体平面符号中的“·”表示该晶体平面的米勒-布拉维 (Miller-Bravais)指数的简写。也就是说，当在例如Co的六边形系统中 表示晶体平面时，它通常由四个指数(hkil)来表示。然而，关于该表达 式中的“i”，限定为i＝-(h+k)，以及在简写该“i”部分的格式中，晶体 平面表示为(hk·l)。
磁性层5优选为Co合金，其中Co作为主要成分，它具有足够好与例 如正下方的非磁性内涂层4的(100)平面的晶格匹配，以及由代表hcp 结构的材料制成。该材料优选包含例如以下任何一种合金：Co-Cr-Ta型 Co-Cr-Pt型、Co-Cr-Pt-Ta型、Co-Cr-B-Ta型、Co-Cr-Pt-B-Cu型或者 Co-Cr-Pt-B-Ag型合金。
例如，在采用Co-Cr-Pt合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优选为8at％至 16at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Pt-B合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优选 为8at％至16at％的范围内，以及B的含量优选为1at％至20at％的范围内。
此外，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ta合金的情况下，从改进SNR的角 度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优 选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为1at％至20at％的范围内， 以及Ta的含量优选为1at％至4at％。
而且，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Cu合金的情况下，从改进SNR的 角度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量 优选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为2at％至20at％的范围内， 以及Cu的含量优选为1at％至10at％。
此外，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ag合金的情况下，从改进SNR的角 度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优 选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为2at％至20at％的范围内， 以及Cu的含量优选为1at％至10at％。
如果磁性层5的厚度为10纳米或更大，从热波动的角度考虑，不会存 在问题，但是，从高记录密度需求的角度考虑，膜厚优选为40纳米或更小。 如果超过40纳米，则晶粒尺寸会增大，以及不能获得令人满意的记录和再 现特性。
磁性层5可以制成多层结构，它的材料可以是利用从上述材料选择出 的任何材料的组合。
在磁性层5形成为多层结构的情况下，从改进记录和再现特性的SNR 特性的角度考虑，非磁性中间层正上方的材料优选为Co-Cr-Pt-B-Ta型合 金、Co-Cr-Pt-B-Cu型合金或者Co-Cr-Pt-B型合金。从改进记录和再现特 性的SNR特性的角度考虑，最顶层优选包括Co-Cr-Pt-B-Cu型合金或者 Co-Cr-Pt-B型合金。
为了改进Co合金的外延生长，优选在非磁性内涂层4和磁性层5之 间设置非磁性中间层。因此，能够改进磁特性例如顽磁性，而且，能够改 进记录和再现特性例如SNR。非磁性中间层能够形成为包含Co和Cr。作 为Co-Cr型合金，它优选形成为包含以下一种合金：Co-Cr型合金、 Co-Cr-Zr型合金、Co-Cr-Zr-Ru型合金、Co-Cr-Ta型合金等等。
例如，在采用Co-Cr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为25at％至40at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Zr型合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，以及Zr的含量优选为 2at％至10at％的范围内。
此外，例如，在采用Co-Cr-Zr-Ru型合金的情况下，从改进SNR的 角度考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，Zr的含量优选为 2at％至10at％的范围内，以及Ru的含量优选为2at％至10at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Ta型合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，以及Ta的含量优选为 1at％至10at％的范围内。
从改进SNR的角度考虑，非磁性中间层的膜厚优选为0.5纳米至3纳 米的范围内。
为了改进磁记录介质的热去磁，还可以在非磁性内涂层4和磁性层5 之间设置反铁磁性接合层(图中省略)。在采用该技术的磁记录介质中， 因为参与磁记录再现的部分实质上变得比整个记录膜要薄，这是因为上述 两个磁性层4和5的磁化方向相互颠倒，从而可以实现SNR的改进。另一 方面，可以改进热不稳定性，因为整个记录层的晶粒体积增大。
采用该技术的介质通常称为AFC介质(反铁磁性耦合介质)或者SFM (合成亚铁磁性介质)。这里，它们将称作AFC介质。
利用稳定层和非磁性接合层形成该反铁磁性接合层。该稳定层优选利 用包含以下任何一种合金的磁性材料制成：Co-Ru型合金、Co-Cr型合金、 Co-Cr-Zr型合金、Co-Cr-Zr-Ru型合金、Co-Cr-Ta型合金等等。
例如，在采用Co-Ru型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Ru 的含量优选为15at％至25at％的范围。
例如，在采用Co-Cr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为15at％至25at％的范围。
例如，在采用Co-Cr-Zr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑， Cr的含量优选为15at％至25at％的范围，以及Zr的含量优选为2at％至 10at％。
例如，在采用Co-Cr-Zr-Ru型合金的情况下，从改进SNR的角度考 虑，Cr的含量优选为15at％至20at％的范围，Zr的含量优选为2at％至 10at％以及Ru的含量优选为2at％至10at％的范围内。
例如，在采用Co-Cr-Ta型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑， Cr的含量优选为15at％至200at％的范围，以及Ta的含量优选为1at％至 10at％的范围内。
非磁性接合层优选包括以下任何一种材料：Ru、Rh、Ir、Cr、Re、 Ru型合金、Rh型合金、Ir型合金、Cr型合金或者Re型合金。
这些材料具有大交换能常数，因此，由于它们用作非磁性接合层，在 该层以上和以下的磁性层的磁化反转度会比较大。
特别是，因为Ru是上述材料中交换能常数最大的，所以采用Ru作为 非磁性接合层最为优选。
交换能常数是表示在上方和下方设置的磁性层的交换相互作用的强 度，交换能常数越大越好。
非磁性接合层的厚度优选为处于0.5至1.5纳米(更优选为0.6纳米至 1.0纳米)的范围内。通过使得非磁性接合层的厚度处于上述范围内，则能 够获得足够的反铁磁性接合作用。
对于保护层6，可以采用常规公知材料，例如碳或SiC的简单物质， 或者采用它们作为主要成分的材料。在高记录密度状态下采用保护层的情 况下，从减小磁性间距和耐用性的角度考虑，保护层6的厚度优选为0.1 纳米至10纳米的范围内。
该磁性间距表示磁头的读写元件和磁性层之间的距离。随着该磁性间 距变窄，电磁转换特性得以改进。因为保护层6设置在磁头的读写元件和 磁性层之间，所以它变成拓宽磁性间距的因素。
如果需要，在保护层6上设置润滑层，该润滑层例如包括全氟聚醚型 润滑剂。
本实施例的磁记录介质的磁性层4优选具有1.05或更大(更优选为1.1 或更大)的磁各向异性指数(OR)。该磁各向异性指数由(沿周向的顽磁 性/沿径向的顽磁性)来表示。如果该磁各向异性指数为1.05或更大，则能 够改进磁特性例如顽磁性以及改进电磁转换特性例如SNR、PW50。该磁 各向异性指数限定为沿周向的顽磁性(Hc)和沿径向的顽磁性Hc之间的 比率。然而，因为磁记录介质的顽磁性已经变大，所以存在磁各向异性指 数测得为略低的情况。
在磁记录介质1中，为了弥补这一点，一起采用剩余磁化量的磁各向 异性指数。剩余磁化量的磁各向异性指数(MrtOR)限定为：(MrtOR＝ 沿周向的Mrt/沿径向的Mrt)，即沿周向的剩余磁化量(Mrt)和沿径向 的剩余磁化量(Mrt)之间的比率。如果剩余磁化量的磁各向异性指数为 1.05或更大，更优选为1.1或更大，则能够获得优越的磁特性例如改进顽 磁性，以及能够获得优越的电磁转换特性例如改进SNR和PW50。
OR和MrtOr的数值的上限是一种理想情况，其中磁性膜的所有磁畴 都指向周向，以及在这种情况下磁各向异性指数的分母变成零，从而它变 成无穷大。
采用VSM(振动样品磁强计)来测量磁各向异性指数和剩余磁化量的 磁各向异性指数。
图2示出采用本实施例的磁记录介质1的磁记录和再现装置11的实 例。
该磁记录和再现装置11包括具有图1所示结构的磁记录介质1、旋转 磁记录介质1的介质驱动单元12、记录和再现磁记录介质1中信息的磁头 13、相对于磁记录介质1移动磁头13的磁头驱动单元14以及记录和再现 信号处理系统15。
该记录再现信号处理系统15能够处理来自外部的输入数据，然后将记 录信号发送到磁头13，以及处理来自磁头13的再现信号然后将该数据发 送到外部。对于用于磁记录和再现装置11的磁头13，不仅可以采用具有 巨磁阻效应(GMR)的MR(磁阻)元件作为再现元件，还可以采用具有 隧道磁阻(TMR)效应的GMR元件的、更加适用于高记录密度的磁头等 等。
而且，因为磁记录和再现装置11采用通过在铝基底2上直接执行纹理 处理获得的磁记录介质1，所以它不昂贵，以及能够实现高记录密度。
此外，因为磁记录和再现装置11采用具有小平均粗糙度和小微波纹度 的磁记录介质1，所以除了改进电磁转换特性之外，即使在低浮动高度下 采用磁头以便降低间距损耗的情况下也能够获得良好的误差特性。
通过采用本实施例的磁记录介质1，可以制造出适用于高记录密度的 磁记录介质。
下面，说明根据本发明的磁记录介质的制造方法的一个实例。
优选采用Al-Mg合金作为铝基底2，其中NiP或NiP型合金已经通过 化学沉积形成到该AlMg合金上达10微米的厚度。
铝基底2的表面平均粗糙度Ra优选为2纳米(20埃)或更低，更优 选为1纳米或更低。
而且，该表面的微波纹度(Wa)优选为0.3纳米或更低(更优选为0.25 纳米或更低)。而且，对于磁头的浮动稳定性，优选使得倒角部分的端面 或侧面的至少一个的表面平均粗糙度Ra为10纳米或更低(更优选为9.5 纳米或更低)。通过采用表面粗糙度测量装置P-12(由KLM-Tencor公司 制造)来测量该微波纹度(Wa)为80微米测量范围内的表面平均粗糙度。
首先，对该铝基底2的表面进行纹理处理，以使得在基底的表面上形 成的纹理条纹的线密度为7500(线/毫米)或更高。例如，通过机械加工(还 被称为“机械纹理处理”)，利用固定磨粒和/或自由磨粒在铝基底2的表 面上形成线密度7500(线/毫米)或更高的纹理条纹，从而沿周向形成纹理 组织。
例如，将研磨带按压接触到基底表面，以及在基底和研磨带之间施加 包含研磨磨粒的研磨浆，然后通过同时旋转基底和研磨带的进带来执行纹 理处理。该基底的旋转处于在200rpm至1000rpm的速度范围内。可以在 10毫升/分钟至100毫升/分钟的进料速率下进给研磨浆。可以在1.5毫米/ 分钟至150毫米/分钟的速度下进馈研磨带。可以将包含在研磨浆中的磨粒 的粒度选择为在D90(当累积质量百分比对应于90质量％时，测定该粒度) 条件下的0.05微米至0.3微米范围内。可以利用1kgf至15kgf(9.8牛至 147牛)范围内的压力来按压该带。可以适当地选择这些条件，以使得纹 理条纹形成为7500(线/毫米)或更高的线密度，更优选为20000(线/毫米)。
表面上形成有纹理条纹的铝基底2的表面平均粗糙度Ra的范围为0.1 纳米至1纳米(1埃至10埃)，更优选为0.2纳米至0.8纳米(2埃至8 埃)。
而且，还可以利用附加振荡来对铝基底2进行纹理处理。
在该带沿铝基底2的周向运动的同时进行该振荡操作，该带沿基底的 径向摆动。振荡条件优选为60次/分钟至1200次/分钟。
作为纹理处理的方法，可以采用将纹理条纹形成为线密度7500(线/ 毫米)或更高的方法，以及除了上述机械纹理方法之外，还可以采用利用 固定磨粒的方法、利用固定磨石的方法以及利用激光处理的方法。
用于形成膜的溅射条件例如如下所述。
在形成膜的点上，抽空反应室，直到真空度达到10-4帕至10-7帕的范 围。通过将表面上形成有纹理条纹的铝基底2容纳在该反应室中，然后引 入Ar气作为溅射气体来放电，从而执行溅射沉积。此时，放电电功率控 制为0.2千瓦至2.0千瓦的范围内，以及通过调节放电时间和供应功率，可 以获得所需膜厚。
在取向控制层3和非磁性内涂层4之间，优选进行将表面暴露到氧气 氛围中的过程。所暴露的氧气氛围优选为例如包含5×10-4帕或更高压力 氧气的氛围。而且，可以采用已经接触到水的暴露氧气氛围。此外，暴露 时间优选为0.5秒至15秒的范围内。
而且，例如，在形成取向控制层3之后，优选从反应室中移出，然后 将它暴露到开放式空气环境或者氧气环境。可选的是，还优选采用这样的 方法，即，它不从反应室中移出，而将空气或氧气引入到反应室内部。特 别是，由于暴露到反应室内部的该方法不再需要经历不必要的复杂过程， 即从真空室中移出，并且能够在反应室内部连续处理作为一系列膜形成过 程，包括非磁性内涂层和磁性层的膜形成，因此这是优选的。在这种情况 下，例如使得该氛围在10-6帕或更高的最终真空中包含5×10-4帕或更高 的氧气。作为氧气暴露时氧气气压的上限，优选5×10-2帕或更低，尽管 还可以在环境气压下暴露氧气。
可以通过加热铝基底2来改进非磁性内涂层4和磁性层5的晶体取向。 铝基底2的加热温度优选为100摄氏度至300摄氏度的范围内。而且，优 选在膜形成之后加热取向控制层3。
在形成非磁性内涂层4之后，通过如上所述的溅射工艺利用包括磁性 材料的溅射靶形成具有厚度为15纳米至40纳米的膜的磁性层。在该点上， 可以采用如下任何一种材料作为溅射靶的材料：Co-Cr-Ta，Co-Cr-Pt， Co-Cr-Pt-Ta，Co-Cr-Pt-B-Ta，Co-Cr-Pt-B-Cu或者Co-Cr-Pt-B-Ag。例如， 在采用Co-Cr-Pt合金的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，以 及Pt的含量在8at％至16at％范围内。例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ta合金 的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，Pt的含量在8at％至16at ％范围内，B的含量在1at％至20at％范围内，以及Ta的含量在1at％至 4at％范围内。例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Cu合金的情况下，Cr的含量在 10at％至27at％范围内，Pt的含量在8at％至16at％范围内，B的含量在 1at％至20at％范围内，以及Cu的含量在1at％至10at％范围内。在采用 Co-Cr-Pt-B-Ag合金的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，Pt 的含量在8at％至16at％范围内，B的含量在1at％至20at％范围内，以及 Ag的含量在1at％至10at％范围内。
在这一点上，非磁性内涂层4的Cr或Cr合金的晶体取向优选形成为 使得该优选取向平面具有晶体平面(100)。
在形成磁性层5之后，利用普通工艺例如溅射工艺、等离子体CVD 工艺或者这些工艺的组合形成保护层6，例如具有碳作为主要成分的保护 层。
而且，根据需要，通过利用浸渍工艺或者旋涂工艺施加全氟聚醚润滑 剂，在该保护层上形成润滑层。
在下面所示的实例和对比实例的相应条件下制造根据本发明的磁记录 介质和常规磁记录介质。之后，利用滑动测试器进行滑动测试，其中滑动 高度为0.4微英寸，该条件是测试条件，以及在所接受的磁记录介质上执 行每个特征测试。
【特征测试项目】
利用读/写分析仪(GUZI公司(美国)制造：RWA1632)来检测通过 上述滑动测试接受的磁记录介质样本的记录和再现性能。
针对记录再现性能，测量电磁转换特性，例如再现信号输出(TAA)、 孤波再现输出的半波(PW50)、SNR以及重写(OW)。
针对记录再现性能的评估，采用复合型薄膜磁记录磁头，它在再现部 分具有巨磁阻(GMR)元件。
当写入500kFCI图形信号时，通过从1MHz至375kFCI等值频率的 积分噪音来测量噪音。在250kFCI下测量再现输出，以及通过以下等式来 计算：SNR＝20×log(再现输出/从1MHz至375kFCI等值频率的积分噪音)。
为了测量顽磁性(Hc)和角形比(S*)，采用电光Kerr型磁特性测 量装置(由Hitachi电气工程公司(日本)制造；RO1900)。为了测量磁各 向异性指数(OR)和剩余磁化量的磁各向异性指数(MrtOR)，采用VSM (由Riken电气公司(日本)制造：BHV-35)。
实例1
制造出非磁性基底1，其中通过化学沉积在包括Al的基底(外径：95 毫米，内径25毫米，厚度1.270毫米)的表面上形成NiP膜(厚度12微 米)，以及通过在表面上执行纹理处理使得表面平均粗糙度Ra为0.5纳米。
在直流磁控管溅射器装置(Aneruva公司：C3010)的反应室内部容 纳非磁性基底1，该反应室内部被抽空，直到真空度变成2×10-7托(2.7 ×10-5帕)。
在该非磁性基底上形成包括CoW合金(Co：50at％，W：50at％) 的取向控制层(厚度1纳米)之后，将其加热到250摄氏度。
接着，将该取向控制层的表面暴露到氧气。氧气压力为0.05帕，以及 处理时间为5秒。
在该非磁性基底上形成非磁性内涂层。该非磁性内涂层制成多层结构， 其中在包括CrMn合金(Cr：80at％，Mn：20at％)的第一结构层(厚度 2纳米)上形成包括CrMoB合金(Cr：80at％，Mo：20at％，B：5at％) 的第二层(厚度3纳米)。
接着，形成包括CoCrZr合金(Co：70at％，Cr：23at％，Zr：7at ％)的非磁性中间层(厚度3纳米)。
接着，安装磁性层。作为磁性层，形成包括CoCrPtB合金(Co：60at ％，Cr：25at％，Pt：14at％，B：6at％)的第一结构层(厚度10纳米)。 此外，在它的正上方，形成包括CoCrPtB合金(Co：60at％，Cr：10at ％，Pt：15at％，B：15at％)的第二结构层(厚度10纳米)。
当形成每个上述层时，采用Ar作为溅射气体，以及其压力为6毫托 (0.8帕)。接着，通过CVD形成包括碳的保护层(厚度3纳米)。接着， 通过在保护层的表面上散布包括全氟聚醚的润滑剂，形成润滑层(厚度2 纳米)，从而制成根据本发明的磁记录介质。
实例2至32
除了使得取向控制层的合金成分和膜厚的值如表1所示之外，执行和 实例1相同的过程，从而制成根据本发明的磁记录介质。
实例34
安装稳定层和铁磁性接合层，而不是非磁性中间层。对于稳定层，采 用包括CoCrZr(Co：79at％，Cr：18at％，Zr：3at％)的靶层叠2纳米。 对于非磁性接合层，采用包括Ru靶层叠0.8纳米。除此之外，执行和实例 1相同的过程，从而制成根据本发明的磁记录介质。
对比实例1
除了没有提供取向控制层之外，执行和实例1相同的过程，从而制成 常规磁记录介质。
对比实例2
除了没有提供取向控制层之外，执行和实例34相同的过程，从而制成 常规磁记录介质。
对比实例3至6
除了使得取向控制层的膜厚的值如表1所示之外，执行和实例1相同 的过程，从而制成常规磁记录介质。
对比实例7至8
除了使得通过纹理处理之后的条纹线密度如表1所示之外，执行和实 例1相同的过程，从而制成常规磁记录介质。
表1示出实例和对比实例的磁记录介质的特征测试结果。
表1
取向控制层 合金组成 取向控制 层膜厚 线密度 顽磁性 角形比 OR MrtOR TAA OW PW50 SNR nm lines/mm Oe (μV) (dB) (ns) (dB) 实例1 50Co-50W 0.1 25000 4231 0.81 1.06 2.01 1389 38.9 6.31 19.7 实例2 50Co-50W 0.5 25000 4321 0.82 1.07 2.11 1421 38.1 6.25 20.4 实例3 50Co-50W 1 25000 4429 0.83 1.08 2.22 1442 37.9 6.21 20.8 实例4 50Co-50W 2 25000 4439 0.83 1.08 2.21 1431 37.6 6.21 20.6 实例5 50Co-50W 5 25000 4511 0.83 1.08 2.19 1442 37.5 6.22 20.3 实例6 50Co-50W 4.5 25000 4473 0.83 1.08 2.19 1433 37.8 6.22 20.4 实例7 60Co-40W 1 25000 4454 0.82 1.08 2.11 1422 37.8 6.24 20.2 实例8 25Co-75W 1 25000 4451 0.82 1.07 2.15 1431 37.9 6.26 20.5 实例9 60Co-40Mo 1 25000 4423 0.81 1.08 2.19 1411 38.1 6.26 20.3 实例10 45Co-55Mo 1 25000 4416 0.82 1.07 2.18 1432 38.3 6.24 20.2 实例11 25Co-75Mo 1 25000 4491 0.82 1.08 2.11 1436 37.6 6.24 20.1 实例12 55Co-45Ta 1 25000 4475 0.81 1.08 2.17 1428 37.6 6.23 20.1 实例13 40Co-60Ta 1 25000 4451 0.82 1.08 2.15 1436 37.9 6.24 20.2 实例14 55Co-45Nb 1 25000 4481 0.82 1.08 2.19 1427 38.2 6.22 20.4 实例15 40Co-60Nb 1 25000 4451 0.82 1.07 2.1 1421 38.5 6.22 20.3 实例16 25Co-75Nb 1 25000 4475 0.81 1.08 2.18 14.35 38.1 6.25 20.3 实例17 55Ni-45Ta 1 25000 4439 0.82 1.08 2.21 1427 37.7 6.24 20.4 实例18 40Ni-60Ta 1 25000 4439 0.82 1.07 2.18 431 38.1 6.23 20.4 实例19 60Ni-40Nb 1 25000 4419 0.82 1.08 2.18 1436 37.6 6.23 20.4 实例20 45Co-55Nb 1 25000 4418 0.81 1.07 2.16 1425 37.5 6.22 20.2 实例21 25Co-75Nb 1 25000 4475 0.82 1.08 2.13 1422 38 6.24 20.1 实例22 55Fe-45W 1 25000 4436 0.82 1.08 2.16 1426 38.1 6.22 20.4 实例23 40Fe-60W 1 25000 4418 0.81 1.08 2.18 1426 37.6 6.23 20.3 实例24 25Fe-75W 1 25000 4445 0.82 1.08 2.16 1427 37.9 6.22 20.4 实例25 55Fe-45Mo 1 25000 4417 0.82 1.07 2.18 1428 38.2 6.22 20.1 实例26 40Fe-60Mo 1 25000 4437 0.81 1.08 2.11 1431 38.4 6.25 20.2 实例27 25Fe-75Mo 1 25000 4411 0.82 1.07 2.17 1433 37.8 6.24 20.3 实例28 55Fe-45Nb 1 25000 4398 0.82 1.08 2.14 1441 38.4 6.23 20.3 实例29 40Fe-60Nb 1 25000 4378 0.81 1.08 2.18 1427 37.8 6.22 20.1 实例30 25Fe-75Nb 1 25000 4398 0.82 1.08 2.11 1442 38.5 6.22 20.1 实例31 45Co-25W-20Mo 1 25000 4414 0.81 1.08 2.18 1421 37.4 6.25 20.2 实例32 45Co-25W-20Ta 1 25000 4415 0.82 1.07 2.18 1428 37.9 6.23 20.1 实例33 25Co-20Ni-55W 1 25000 4419 0.81 1.08 2.14 1429 38.1 6.24 20.4 实例34 50Co-50W 1 25000 4578 0.82 1.08 2.22 1427 38.2 6.18 20.9 对比实例1 none 25000 4211 0.8 1.05 1.89 1357 39.7 6.32 19.2 对比实例2 none 25000 4325 0.81 1.05 1.92 1345 39.4 6.28 19.5 对比实例3 50Co-50W 0.05 25000 4221 0.8 1.05 1.9 1367 39.5 6.3 19.4 对比实例4 50Co-50W 6 25000 4555 0.83 1.08 2.19 1433 37.5 6.23 20 对比实例5 50Co-50W 10 25000 4624 0.83 1.08 2.18 1422 36.9 6.24 19.7 对比实例6 50Co-50W 20 25000 4712 0.83 1.08 2.17 1437 36.5 6.23 19 对比实例7 50Co-50W 1 6000 4334 0.82 1.03 1.63 1243 40.5 6.43 17.8 对比实例8 50Co-50W 1 210000 4345 0.8 1 1 1012 43.2 6.67 15.8
在实例1至6中，取向控制层Co-W型合金(Co：50at％，W：50at ％)的厚度可以变化。
SNR相对于膜厚具有峰值，可以理解，在10至20埃的范围内特别优 选。
然而，如对比实例4和5所示，即使在1至100埃的范围内，和没有 形成取向控制层的对比实例1相比，磁各向异性更优，可以理解，因此SNR 更优。
如对比实例3所示，当取向控制层的膜厚小于1埃(在该实例中，它 是0.5埃)时，TAA降低，从电磁转换特性角度看较劣。
而且，如对比实例6所示，当取向控制层的膜厚为200纳米时，即使 磁各向异性更优，但晶粒粗化，这会降低SNR。
而且，如实例3和对比实例7至34所示，在根据本发明的磁记录介质 中，即使在取向控制层的膜厚为1纳米且形成为非常薄的情况下，可以清 楚看到它在改进磁各向异性方面具有较大效果。
在取向控制层的膜厚为1纳米且形成为非常薄的情况下，膜质量出现 不均匀性，可以认为这是因为颗粒尺寸细化所致。当取向控制层的颗粒尺 寸变细时，因为磁各向异性也改进，所以磁记录介质的磁记录特性能够改 进。
在实例7至30中，取向控制层的合金成分发生变化。
可以理解为，通过采用Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、 Co-Nb型合金、Ni-Ta型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合 金或者Fe-Nb型合金作为取向控制层，则能够获得沿周向的令人满意的磁 各向异性，以及可以清楚看到，记录和再现特性变优。
在实例31至33中，采用三元素型合金作为取向控制层。
可以理解为，通过采用Co-W-Mo型合金、Co-W-Ta型合金、或者 Co-Ni-W型合金作为取向控制层，则能够获得沿周向的令人满意的磁各向 异性，以及可以清楚看到，记录和再现特性变优。
从实例34和对比实例2的比较中可以清楚看到，在AFC介质中，可 以看到因取向控制层获得的磁各向异性效果，并且记录和再现特性变优。
而且，从实例和对比实例7和8的比较中可以看到，通过使得条纹的 线密度为7500(线/毫米)或更高、更优选为20000(线/毫米)或更高且小 于200000(线/毫米)，可以清楚看到能够获得令人满意的的磁各向异性。
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§111(a)提交，并且根据35 U.S.C.§119(e)(1)要 求2005年3月16根据35 U.S.C.§111(b)提交的临时申请No.60/661,901的 优先权。
【专利文献1】日本未审查专利申请，首次公开号No.2004-86936。
图1和图2示出本实施例的磁记录介质。该磁记录介质1的表面上具 有条纹，其特征在于，至少包括取向控制层、非磁性内涂层、磁性层以及 保护层，它们按照上述顺序层叠在铝基底上，所述铝基底上镀敷有NiP或 NiP合金，其中该取向控制层包含Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、 Mo、Ta和Nb中一种或多种元素。
图1示意性示出本实施例的磁记录介质1的结构。在图1中，2表示 铝基底，3表示取向控制层，4表示非磁性内涂层，5表示磁性层，以及6 表示保护层。
铝基底2表示Ni-P型合金膜，其中通过在镜面抛光的Al-Mg合金基 底上进行化学沉积形成大约5至15微米的该NiP型合金膜，其中它的表 面还要进行进一步镜面抛光。
例如，通过分离的研磨颗粒或利用固定研磨颗粒的缠绕带执行机械纹 理处理，在铝基底2的表面上形成条纹。在铝基底2上形成的条纹优选沿 基底周向延伸。
表面上形成有条纹的铝基底2的表面平均粗糙度Ra希望为0.1纳米至 1纳米(1埃至10埃)的范围内，以及优选为0.2纳米至0.8纳米(2埃至 8埃)的范围内。
如果铝基底2的表面平均粗糙度Ra小于0.1纳米，则铝基底2变得过 于平滑，而增加磁性层4的磁各向异性的效果变弱。而且，如果表面平均 粗糙度Ra超过1纳米，则介质表面的平滑度变低，以及滑行高度特性降 低，从而难以降低记录和再现时磁头的浮动高度。
铝基底2的表面优选具有线密度为7500(线/毫米)或更高的条纹。所 述线密度是沿铝基底2的径向测量的线密度。
将线密度设置为7500(线/毫米)或更高的原因是，条纹的效果由磁特 性(例如改进顽磁性的效果)和电磁转换特性(例如改进SNR(信噪比) 和PW50的效果)来反映。更优选的是，如果具有线密度为20000(线/毫 米)或更高的条纹，则上述效果会变得更加显著。
线密度的上限是200000(线/毫米)。如果线密度超过200000(线/毫 米)，则条纹的线间距会小于50埃，使得非磁性内涂层的粒径大于该线间 距，从而降低磁记录介质的磁各向异性。
该条纹优选为主要沿周向相对于铝基底2形成。这里，条纹是指铝基 底2表面的不均匀形状，其中沿径向横截面的高低点的垂直距离处于0.02 纳米至20纳米的范围内(更优选为0.05纳米至10纳米的范围内)。
如果条纹的高低点之间的垂直距离处于上述范围内，则改进和磁各向 异性表现形式相关的电磁转换特性变得有效。
在条纹的高低点之间的垂直距离超过20纳米的情况下，铝基底2表面 的凸凹形状过大，以及存在影响到相邻条纹的均匀性的危险。
该条纹例如优选通过利用分离的研磨颗粒或采用固定研磨颗粒的缠绕 带执行机械纹理处理来形成。
在测量条纹的线密度时，例如，采用AFM(原子力显微镜，由美国 Degital设备公司制造)作为测量装置。
线密度的测量条件如下所述。
扫描宽度是1微米，扫描频率是1赫兹，测量次数是256，而模式为 敲击(tapping)模式。沿铝基底的径向扫描探针，其中该铝基底表示样本， 从而获得AFM的扫描图像。使平整阶数是2，通过相对于扫描图像对X 轴和Y轴执行平面适配自动过程来执行图像的平滑校正，其中上述平面适 配自动过程表示平滑过程。相对于平滑校正图像设置大约0.5微米×0.5微 米框，以及计算该区域中的线密度。通过将沿X轴中心线和Y轴中心线的 零交叉点的总数转换成每1毫米的数量，计算出线密度。也就是说，线密 度变成沿径向每1毫米纹理条纹的高低点的数量。
测量铝基底的表面内的每个区域，然后计算测量值的平均值和标准偏 差。测量区域的数量可以是其中能够计算平均值和标准偏差的数量。例如， 如果测量数大约为10个点，则可以测定上述平均值和标准偏差。而且，通 过计算从原始10个点排除最大值和最小值之后的8个点的平均值和标准偏 差，能够排除异常测量值以及能够改进测量准确度。
取向控制层3具有调节直接形成在其上的非磁性层4的晶体取向，以 及调节形成在其上的磁性层5的晶体取向的作用，该取向控制层用于改进 沿磁性层5的周向的磁各向异性。而且，取向控制层3不仅调节晶体取向， 而且还用作晶粒细化层，该晶粒细化层细化非磁性内涂层4和磁性层5内 的晶粒。
可以采用由Co、Ni和Fe中一种或多种元素以及W、Mo、Ta和Nb 中一种或多种元素形成的合金层作为取向控制层3。
对于用于取向控制层3的合金层组分没有特别限制条件，但是Co、 Ni和Fe的总含量优选为25at％至70at％，以及W、Mo、Ta和Nb的总 含量优选为30at％至75at％。
在Co、Ni和Fe的总含量小于25at％的情况下，非磁性内涂层4的晶 体取向不会变得充足，从而降低顽磁性。如果Co、Ni和Fe的总含量超过 70at％，也不是优选的，因为取向控制层3具有磁化。
在W、Mo、Ta和Nb的总含量小于30at％的情况下，沿磁性层5的 周向的磁各向异性降低。如果W、Mo、Ta和Nb的总含量超过75at％， 非磁性内涂层4的晶体取向不会变得充足，从而降低顽磁性。
对于上述取向控制层3，更优选的是希望采用以下至少一个合金层： Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、Co-Nb型合金、Ni-Ta型 合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合金以及FeNb型合金。通 过本申请的申请人的认真研究发现，采用包含Fe7W6结构的合金会进一步 改进沿磁性层的周向的磁各向异性。作为这些合金层的组分范围，Fe7W6 结构的含量至少为25％将有助于进一步改进沿磁性层5的周向的磁各向异 性。也就是说，CoW型合金中W的组分范围优选为30at％至85at％的范 围内。CoMo型合金中Mo的组分范围优选为30at％至85at％的范围内。 CoTa型合金中Ta的组分范围优选为38at％至65at％的范围内。CoNb型 合金中Nb的组分范围优选为37at％至86at％的范围内。NiTa型合金中 Ta的组分范围优选为38at％至63at％的范围内。NiNb型合金中Nb的组 分范围优选为31at％至86at％的范围内。Fe-W型合金中W的组分范围优 选为37at％至86at％的范围内。Fe-Mo型合金中Mo的组分范围优选为35at ％至85at％的范围内。Fe-Nb型合金中Nb的组分范围优选为40at％至86at ％的范围内。
Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、Co-Nb型合金、Ni-Ta 型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合金以及Fe-Nb型合金 能够具有在它们均单独采用时所具有的特性，而且，即使该合金是多种合 金的组合，也能够具有相同的特性。例如，在Co-W-Mo型合金、Co-Ni-Nb 型合金、Co-W-Mo-Ta型合金等等中具有相同特性。
用于本实施例的磁记录介质1的取向控制层3的膜厚优选为1埃至50 埃的范围内。
在取向控制层3的膜厚小于1埃的情况下，非磁性内涂层4的晶体取 向不会变得充足，从而降低顽磁性。如果取向控制层3的膜厚超过50埃， 则沿磁性层5周向的磁各向异性降低。
而且，从改进沿磁性层5周向的磁各向异性的角度考虑，取向控制层 3的膜厚处于5埃至20埃的范围内更加优选。
在取向控制层应用到玻璃基底的情况下，该取向控制层的膜厚优选为 20埃至100埃。然而，在该取向控制层应用到铝基底5的情况下，5埃至 20埃是优选的。在将取向控制层应用到基底时，在玻璃基底和铝基底之间 存在较大差异。
可以在本实施例所述的取向控制层3中添加具有辅助效果的元素。
附加元素实例包括Ti、V、Cr、Mn、Zr、Hf、Ru、B、Al、Si、P等 等。
该附加元素的总含量优选为20at％或更低。如果该总含量超过20at％， 则上述取向控制层的效果会下降。该含量的下限为0.1at％，如果该含量低 于0.1at％，则附加元素的效果会消失。
对于非磁性内涂层4，优选采用Cr层或Cr合金层，该Cr合金层包 括Cr和Ti、Mo、Al、Ta、W、Ni、B、Si、V和Mn中的一种或两种或 以上元素。
该非磁性内涂层4可以由单层构成，但是它优选由两层或更多层构成。
从改进Cr层41的周向磁各向异性的角度考虑，优选采用Cr、CrMn 型合金或者CrFe型合金，其中该Cr层41是直接位于取向控制层3上的 第一层。
对于用作第二层的Cr层42，因为Cr单独的晶格常数小，所以从改进 磁记录介质的SNR特性角度考虑，优选通过添加Mo、W、V、Ti等等元 素到例如CrMo、CrW、CrV或者CrTi型合金中来增大晶格常数，以及 匹配磁性层5的晶格常数和Co合金的晶格常数。而且，如果将B添加到 上述Cr层或者Cr合金层，则具有细化晶粒的效果，这从改进磁记录介质 的SNR特性的角度看是优选的。
非磁性内涂层4的Cr层或Cr合金层的晶体取向优选形成为具有(100) 平面内的优选取向平面。因此，形成在非磁性内涂层4上的磁性层5的Co 合金的晶体取向更加强烈的显现该(11·0)，以及获得改进磁特性例如顽 磁性(Hc)的效果，而且，获得改进记录和再现特性例如SNR的效果。
上述晶体平面符号中的“·”表示该晶体平面的米勒-布拉维 (Miller-Bravais)指数的简写。也就是说，当在例如Co的六边形系统中 表示晶体平面时，它通常由四个指数(hkil)来表示。然而，关于该表达 式中的“i”，限定为i＝-(h+k)，以及在简写该“i”部分的格式中，晶体 平面表示为(hk·l)。
磁性层5优选为Co合金，其中Co作为主要成分，它具有足够好与例 如正下方的非磁性内涂层4的(100)平面的晶格匹配，以及由代表hcp 结构的材料制成。该材料优选包含例如以下任何一种合金：Co-Cr-Ta型 Co-Cr-Pt型、Co-Cr-Pt-Ta型、Co-Cr-B-Ta型、Co-Cr-Pt-B-Cu型或者 Co-Cr-Pt-B-Ag型合金。
例如，在采用Co-Cr-Pt合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优选为8at％至 16at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Pt-B合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优选 为8at％至16at％的范围内，以及B的含量优选为1at％至20at％的范围内。
此外，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ta合金的情况下，从改进SNR的角 度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优 选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为1at％至20at％的范围内， 以及Ta的含量优选为1at％至4at％。
而且，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Cu合金的情况下，从改进SNR的 角度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量 优选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为2at％至20at％的范围内， 以及Cu的含量优选为1at％至10at％。
此外，例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ag合金的情况下，从改进SNR的角 度考虑，Cr的含量优选为处于10at％至27at％的范围内，而Pt的含量优 选为8at％至16at％的范围内，B的含量优选为2at％至20at％的范围内， 以及Cu的含量优选为1at％至10at％。
如果磁性层5的厚度为10纳米或更大，从热波动的角度考虑，不会存 在问题，但是，从高记录密度需求的角度考虑，膜厚优选为40纳米或更小。 如果超过40纳米，则晶粒尺寸会增大，以及不能获得令人满意的记录和再 现特性。
磁性层5可以制成多层结构，它的材料可以是利用从上述材料选择出 的任何材料的组合。
在磁性层5形成为多层结构的情况下，从改进记录和再现特性的SNR 特性的角度考虑，非磁性中间层正上方的材料优选为Co-Cr-Pt-B-Ta型合 金、Co-Cr-Pt-B-Cu型合金或者Co-Cr-Pt-B型合金。从改进记录和再现特 性的SNR特性的角度考虑，最顶层优选包括Co-Cr-Pt-B-Cu型合金或者 Co-Cr-Pt-B型合金。
为了改进Co合金的外延生长，优选在非磁性内涂层4和磁性层5之 间设置非磁性中间层。因此，能够改进磁特性例如顽磁性，而且，能够改 进记录和再现特性例如SNR。非磁性中间层能够形成为包含Co和Cr。作 为Co-Cr型合金，它优选形成为包含以下一种合金：Co-Cr型合金、 Co-Cr-Zr型合金、Co-Cr-Zr-Ru型合金、Co-Cr-Ta型合金等等。
例如，在采用Co-Cr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为25at％至40at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Zr型合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，以及Zr的含量优选为 2at％至10at％的范围内。
此外，例如，在采用Co-Cr-Zr-Ru型合金的情况下，从改进SNR的 角度考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，Zr的含量优选为 2at％至10at％的范围内，以及Ru的含量优选为2at％至10at％的范围内。
而且，例如，在采用Co-Cr-Ta型合金的情况下，从改进SNR的角度 考虑，Cr的含量优选为15at％至30at％的范围内，以及Ta的含量优选为 1at％至10at％的范围内。
从改进SNR的角度考虑，非磁性中间层的膜厚优选为0.5纳米至3纳 米的范围内。
为了改进磁记录介质的热去磁，还可以在非磁性内涂层4和磁性层5 之间设置反铁磁性接合层(图中省略)。在采用该技术的磁记录介质中， 因为参与磁记录再现的部分实质上变得比整个记录膜要薄，这是因为上述 两个磁性层4和5的磁化方向相互颠倒，从而可以实现SNR的改进。另一 方面，可以改进热不稳定性，因为整个记录层的晶粒体积增大。
采用该技术的介质通常称为AFC介质(反铁磁性耦合介质)或者SFM (合成亚铁磁性介质)。这里，它们将称作AFC介质。
利用稳定层和非磁性接合层形成该反铁磁性接合层。该稳定层优选利 用包含以下任何一种合金的磁性材料制成：Co-Ru型合金、Co-Cr型合金、 Co-Cr-Zr型合金、Co-Cr-Zr-Ru型合金、Co-Cr-Ta型合金等等。
例如，在采用Co-Ru型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Ru 的含量优选为15at％至25at％的范围。
例如，在采用Co-Cr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑，Cr 的含量优选为15at％至25at％的范围。
例如，在采用Co-Cr-Zr型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑， Cr的含量优选为15at％至25at％的范围，以及Zr的含量优选为2at％至 10at％。
例如，在采用Co-Cr-Zr-Ru型合金的情况下，从改进SNR的角度考 虑，Cr的含量优选为15at％至20at％的范围，Zr的含量优选为2at％至 10at％以及Ru的含量优选为2at％至10at％的范围内。
例如，在采用Co-Cr-Ta型合金的情况下，从改进SNR的角度考虑， Cr的含量优选为15at％至200at％的范围，以及Ta的含量优选为1at％至 10at％的范围内。
非磁性接合层优选包括以下任何一种材料：Ru、Rh、Ir、Cr、Re、 Ru型合金、Rh型合金、Ir型合金、Cr型合金或者Re型合金。
这些材料具有大交换能常数，因此，由于它们用作非磁性接合层，在 该层以上和以下的磁性层的磁化反转度会比较大。
特别是，因为Ru是上述材料中交换能常数最大的，所以采用Ru作为 非磁性接合层最为优选。
交换能常数是表示在上方和下方设置的磁性层的交换相互作用的强 度，交换能常数越大越好。
非磁性接合层的厚度优选为处于0.5至1.5纳米(更优选为0.6纳米至 1.0纳米)的范围内。通过使得非磁性接合层的厚度处于上述范围内，则能 够获得足够的反铁磁性接合作用。
对于保护层6，可以采用常规公知材料，例如碳或SiC的简单物质， 或者采用它们作为主要成分的材料。在高记录密度状态下采用保护层的情 况下，从减小磁性间距和耐用性的角度考虑，保护层6的厚度优选为0.1 纳米至10纳米的范围内。
该磁性间距表示磁头的读写元件和磁性层之间的距离。随着该磁性间 距变窄，电磁转换特性得以改进。因为保护层6设置在磁头的读写元件和 磁性层之间，所以它变成拓宽磁性间距的因素。
如果需要，在保护层6上设置润滑层，该润滑层例如包括全氟聚醚型 润滑剂。
本实施例的磁记录介质的磁性层4优选具有1.05或更大(更优选为1.1 或更大)的磁各向异性指数(OR)。该磁各向异性指数由(沿周向的顽磁 性/沿径向的顽磁性)来表示。如果该磁各向异性指数为1.05或更大，则能 够改进磁特性例如顽磁性以及改进电磁转换特性例如SNR、PW50。该磁 各向异性指数限定为沿周向的顽磁性(Hc)和沿径向的顽磁性Hc之间的 比率。然而，因为磁记录介质的顽磁性已经变大，所以存在磁各向异性指 数测得为略低的情况。
在磁记录介质1中，为了弥补这一点，一起采用剩余磁化量的磁各向 异性指数。剩余磁化量的磁各向异性指数(MrtOR)限定为：(MrtOR＝ 沿周向的Mrt/沿径向的Mrt)，即沿周向的剩余磁化量(Mrt)和沿径向 的剩余磁化量(Mrt)之间的比率。如果剩余磁化量的磁各向异性指数为 1.05或更大，更优选为1.1或更大，则能够获得优越的磁特性例如改进顽 磁性，以及能够获得优越的电磁转换特性例如改进SNR和PW50。
OR和MrtOr的数值的上限是一种理想情况，其中磁性膜的所有磁畴 都指向周向，以及在这种情况下磁各向异性指数的分母变成零，从而它变 成无穷大。
采用VSM(振动样品磁强计)来测量磁各向异性指数和剩余磁化量的 磁各向异性指数。
图2示出采用本实施例的磁记录介质1的磁记录和再现装置11的实 例。
该磁记录和再现装置11包括具有图1所示结构的磁记录介质1、旋转 磁记录介质1的介质驱动单元12、记录和再现磁记录介质1中信息的磁头 13、相对于磁记录介质1移动磁头13的磁头驱动单元14以及记录和再现 信号处理系统15。
该记录再现信号处理系统15能够处理来自外部的输入数据，然后将记 录信号发送到磁头13，以及处理来自磁头13的再现信号然后将该数据发 送到外部。对于用于磁记录和再现装置11的磁头13，不仅可以采用具有 巨磁阻效应(GMR)的MR(磁阻)元件作为再现元件，还可以采用具有 隧道磁阻(TMR)效应的GMR元件的、更加适用于高记录密度的磁头等 等。
而且，因为磁记录和再现装置11采用通过在铝基底2上直接执行纹理 处理获得的磁记录介质1，所以它不昂贵，以及能够实现高记录密度。
此外，因为磁记录和再现装置11采用具有小平均粗糙度和小微波纹度 的磁记录介质1，所以除了改进电磁转换特性之外，即使在低浮动高度下 采用磁头以便降低间距损耗的情况下也能够获得良好的误差特性。
通过采用本实施例的磁记录介质1，可以制造出适用于高记录密度的 磁记录介质。
下面，说明根据本发明的磁记录介质的制造方法的一个实例。
优选采用Al-Mg合金作为铝基底2，其中NiP或NiP型合金已经通过 化学沉积形成到该AlMg合金上达10微米的厚度。
铝基底2的表面平均粗糙度Ra优选为2纳米(20埃)或更低，更优 选为1纳米或更低。
而且，该表面的微波纹度(Wa)优选为0.3纳米或更低(更优选为0.25 纳米或更低)。而且，对于磁头的浮动稳定性，优选使得倒角部分的端面 或侧面的至少一个的表面平均粗糙度Ra为10纳米或更低(更优选为9.5 纳米或更低)。通过采用表面粗糙度测量装置P-12(由KLM-Tencor公司 制造)来测量该微波纹度(Wa)为80微米测量范围内的表面平均粗糙度。
首先，对该铝基底2的表面进行纹理处理，以使得在基底的表面上形 成的纹理条纹的线密度为7500(线/毫米)或更高。例如，通过机械加工(还 被称为“机械纹理处理”)，利用固定磨粒和/或自由磨粒在铝基底2的表 面上形成线密度7500(线/毫米)或更高的纹理条纹，从而沿周向形成纹理 组织。
例如，将研磨带按压接触到基底表面，以及在基底和研磨带之间施加 包含研磨磨粒的研磨浆，然后通过同时旋转基底和研磨带的进带来执行纹 理处理。该基底的旋转处于在200rpm至1000rpm的速度范围内。可以在 10毫升/分钟至100毫升/分钟的进料速率下进给研磨浆。可以在1.5毫米/ 分钟至150毫米/分钟的速度下进馈研磨带。可以将包含在研磨浆中的磨粒 的粒度选择为在D90(当累积质量百分比对应于90质量％时，测定该粒度) 条件下的0.05微米至0.3微米范围内。可以利用1kgf至15kgf(9.8牛至 147牛)范围内的压力来按压该带。可以适当地选择这些条件，以使得纹 理条纹形成为7500(线/毫米)或更高的线密度，更优选为20000(线/毫米)。
表面上形成有纹理条纹的铝基底2的表面平均粗糙度Ra的范围为0.1 纳米至1纳米(1埃至10埃)，更优选为0.2纳米至0.8纳米(2埃至8 埃)。
而且，还可以利用附加振荡来对铝基底2进行纹理处理。
在该带沿铝基底2的周向运动的同时进行该振荡操作，该带沿基底的 径向摆动。振荡条件优选为60次/分钟至1200次/分钟。
作为纹理处理的方法，可以采用将纹理条纹形成为线密度7500(线/ 毫米)或更高的方法，以及除了上述机械纹理方法之外，还可以采用利用 固定磨粒的方法、利用固定磨石的方法以及利用激光处理的方法。
用于形成膜的溅射条件例如如下所述。
在形成膜的点上，抽空反应室，直到真空度达到10-4帕至10-7帕的范 围。通过将表面上形成有纹理条纹的铝基底2容纳在该反应室中，然后引 入Ar气作为溅射气体来放电，从而执行溅射沉积。此时，放电电功率控 制为0.2千瓦至2.0千瓦的范围内，以及通过调节放电时间和供应功率，可 以获得所需膜厚。
在取向控制层3和非磁性内涂层4之间，优选进行将表面暴露到氧气 氛围中的过程。所暴露的氧气氛围优选为例如包含5×10-4帕或更高压力 氧气的氛围。而且，可以采用已经接触到水的暴露氧气氛围。此外，暴露 时间优选为0.5秒至15秒的范围内。
而且，例如，在形成取向控制层3之后，优选从反应室中移出，然后 将它暴露到开放式空气环境或者氧气环境。可选的是，还优选采用这样的 方法，即，它不从反应室中移出，而将空气或氧气引入到反应室内部。特 别是，由于暴露到反应室内部的该方法不再需要经历不必要的复杂过程， 即从真空室中移出，并且能够在反应室内部连续处理作为一系列膜形成过 程，包括非磁性内涂层和磁性层的膜形成，因此这是优选的。在这种情况 下，例如使得该氛围在10-6帕或更高的最终真空中包含5×10-4帕或更高 的氧气。作为氧气暴露时氧气气压的上限，优选5×10-2帕或更低，尽管 还可以在环境气压下暴露氧气。
可以通过加热铝基底2来改进非磁性内涂层4和磁性层5的晶体取向。 铝基底2的加热温度优选为100摄氏度至300摄氏度的范围内。而且，优 选在膜形成之后加热取向控制层3。
在形成非磁性内涂层4之后，通过如上所述的溅射工艺利用包括磁性 材料的溅射靶形成具有厚度为15纳米至40纳米的膜的磁性层。在该点上， 可以采用如下任何一种材料作为溅射靶的材料：Co-Cr-Ta，Co-Cr-Pt， Co-Cr-Pt-Ta，Co-Cr-Pt-B-Ta，Co-Cr-Pt-B-Cu或者Co-Cr-Pt-B-Ag。例如， 在采用Co-Cr-Pt合金的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，以 及Pt的含量在8at％至16at％范围内。例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Ta合金 的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，Pt的含量在8at％至16at ％范围内，B的含量在1at％至20at％范围内，以及Ta的含量在1at％至 4at％范围内。例如，在采用Co-Cr-Pt-B-Cu合金的情况下，Cr的含量在 10at％至27at％范围内，Pt的含量在8at％至16at％范围内，B的含量在 1at％至20at％范围内，以及Cu的含量在1at％至10at％范围内。在采用 Co-Cr-Pt-B-Ag合金的情况下，Cr的含量在10at％至27at％范围内，Pt 的含量在8at％至16at％范围内，B的含量在1at％至20at％范围内，以及 Ag的含量在1at％至10at％范围内。
在这一点上，非磁性内涂层4的Cr或Cr合金的晶体取向优选形成为 使得该优选取向平面具有晶体平面(100)。
在形成磁性层5之后，利用普通工艺例如溅射工艺、等离子体CVD 工艺或者这些工艺的组合形成保护层6，例如具有碳作为主要成分的保护 层。
而且，根据需要，通过利用浸渍工艺或者旋涂工艺施加全氟聚醚润滑 剂，在该保护层上形成润滑层。
在下面所示的实例和对比实例的相应条件下制造根据本发明的磁记录 介质和常规磁记录介质。之后，利用滑动测试器进行滑动测试，其中滑动 高度为0.4微英寸，该条件是测试条件，以及在所接受的磁记录介质上执 行每个特征测试。
【特征测试项目】
利用读/写分析仪(GUZI公司(美国)制造：RWA1632)来检测通过 上述滑动测试接受的磁记录介质样本的记录和再现性能。
针对记录再现性能，测量电磁转换特性，例如再现信号输出(TAA)、 孤波再现输出的半波(PW50)、SNR以及重写(OW)。
针对记录再现性能的评估，采用复合型薄膜磁记录磁头，它在再现部 分具有巨磁阻(GMR)元件。
当写入500kFCI图形信号时，通过从1MHz至375kFCI等值频率的 积分噪音来测量噪音。在250kFCI下测量再现输出，以及通过以下等式来 计算：SNR＝20×log(再现输出/从1MHz至375kFCI等值频率的积分噪音)。
为了测量顽磁性(Hc)和角形比(S*)，采用电光Kerr型磁特性测 量装置(由Hitachi电气工程公司(日本)制造；RO1900)。为了测量磁各 向异性指数(OR)和剩余磁化量的磁各向异性指数(MrtOR)，采用VSM (由Riken电气公司(日本)制造：BHV-35)。
实例1
制造出非磁性基底1，其中通过化学沉积在包括Al的基底(外径：95 毫米，内径25毫米，厚度1.270毫米)的表面上形成NiP膜(厚度12微 米)，以及通过在表面上执行纹理处理使得表面平均粗糙度Ra为0.5纳米。
在直流磁控管溅射器装置(Aneruva公司：C3010)的反应室内部容 纳非磁性基底1，该反应室内部被抽空，直到真空度变成2×10-7托(2.7 ×10-5帕)。
在该非磁性基底上形成包括CoW合金(Co：50at％，W：50at％) 的取向控制层(厚度1纳米)之后，将其加热到250摄氏度。
接着，将该取向控制层的表面暴露到氧气。氧气压力为0.05帕，以及 处理时间为5秒。
在该非磁性基底上形成非磁性内涂层。该非磁性内涂层制成多层结构， 其中在包括CrMn合金(Cr：80at％，Mn：20at％)的第一结构层(厚度 2纳米)上形成包括CrMoB合金(Cr：80at％，Mo：20at％，B：5at％) 的第二层(厚度3纳米)。
接着，形成包括CoCrZr合金(Co：70at％，Cr：23at％，Zr：7at ％)的非磁性中间层(厚度3纳米)。
接着，安装磁性层。作为磁性层，形成包括CoCrPtB合金(Co：60at ％，Cr：25at％，Pt：14at％，B：6at％)的第一结构层(厚度10纳米)。 此外，在它的正上方，形成包括CoCrPtB合金(Co：60at％，Cr：10at ％，Pt：15at％，B：15at％)的第二结构层(厚度10纳米)。
当形成每个上述层时，采用Ar作为溅射气体，以及其压力为6毫托 (0.8帕)。接着，通过CVD形成包括碳的保护层(厚度3纳米)。接着， 通过在保护层的表面上散布包括全氟聚醚的润滑剂，形成润滑层(厚度2 纳米)，从而制成根据本发明的磁记录介质。
实例2至32
除了使得取向控制层的合金成分和膜厚的值如表1所示之外，执行和 实例1相同的过程，从而制成根据本发明的磁记录介质。
实例34
安装稳定层和铁磁性接合层，而不是非磁性中间层。对于稳定层，采 用包括CoCrZr(Co：79at％，Cr：18at％，Zr：3at％)的靶层叠2纳米。 对于非磁性接合层，采用包括Ru靶层叠0.8纳米。除此之外，执行和实例 1相同的过程，从而制成根据本发明的磁记录介质。
对比实例1
除了没有提供取向控制层之外，执行和实例1相同的过程，从而制成 常规磁记录介质。
对比实例2
除了没有提供取向控制层之外，执行和实例34相同的过程，从而制成 常规磁记录介质。
对比实例3至6
除了使得取向控制层的膜厚的值如表1所示之外，执行和实例1相同 的过程，从而制成常规磁记录介质。
对比实例7至8
除了使得通过纹理处理之后的条纹线密度如表1所示之外，执行和实 例1相同的过程，从而制成常规磁记录介质。
表1示出实例和对比实例的磁记录介质的特征测试结果。
表1
取向控制层 合金组成 取向控制 层膜厚 线密度 顽磁性 角形比 OR MrtOR TAA OW PW50 SNR nm lines/mm Oe (μV) (dB) (ns) (dB) 实例1 50Co-50W 0.1 25000 4231 0.81 1.06 2.01 1389 38.9 6.31 19.7 实例2 50Co-50W 0.5 25000 4321 0.82 1.07 2.11 1421 38.1 6.25 20.4 实例3 50Co-50W 1 25000 4429 0.83 1.08 2.22 1442 37.9 6.21 20.8 实例4 50Co-50W 2 25000 4439 0.83 1.08 2.21 1431 37.6 6.21 20.6 实例5 50Co-50W 5 25000 4511 0.83 1.08 2.19 1442 37.5 6.22 20.3 实例6 50Co-50W 4.5 25000 4473 0.83 1.08 2.19 1433 37.8 6.22 20.4 实例7 60Co-40W 1 25000 4454 0.82 1.08 2.11 1422 37.8 6.24 20.2 实例8 25Co-75W 1 25000 4451 0.82 1.07 2.15 1431 37.9 6.26 20.5 实例9 60Co-40Mo 1 25000 4423 0.81 1.08 2.19 1411 38.1 6.26 20.3 实例10 45Co-55Mo 1 25000 4416 0.82 1.07 2.18 1432 38.3 6.24 20.2 实例11 25Co-75Mo 1 25000 4491 0.82 1.08 2.11 1436 37.6 6.24 20.1 实例12 55Co-45Ta 1 25000 4475 0.81 1.08 2.17 1428 37.6 6.23 20.1 实例13 40Co-60Ta 1 25000 4451 0.82 1.08 2.15 1436 37.9 6.24 20.2 实例14 55Co-45Nb 1 25000 4481 0.82 1.08 2.19 1427 38.2 6.22 20.4 实例15 40Co-60Nb 1 25000 4451 0.82 1.07 2.1 1421 38.5 6.22 20.3 实例16 25Co-75Nb 1 25000 4475 0.81 1.08 2.18 14.35 38.1 6.25 20.3 实例17 55Ni-45Ta 1 25000 4439 0.82 1.08 2.21 1427 37.7 6.24 20.4 实例18 40Ni-60Ta 1 25000 4439 0.82 1.07 2.18 431 38.1 6.23 20.4 实例19 60Ni-40Nb 1 25000 4419 0.82 1.08 2.18 1436 37.6 6.23 20.4 实例20 45Co-55Nb 1 25000 4418 0.81 1.07 2.16 1425 37.5 6.22 20.2 实例21 25Co-75Nb 1 25000 4475 0.82 1.08 2.13 1422 38 6.24 20.1 实例22 55Fe-45W 1 25000 4436 0.82 1.08 2.16 1426 38.1 6.22 20.4 实例23 40Fe-60W 1 25000 4418 0.81 1.08 2.18 1426 37.6 6.23 20.3 实例24 25Fe-75W 1 25000 4445 0.82 1.08 2.16 1427 37.9 6.22 20.4 实例25 55Fe-45Mo 1 25000 4417 0.82 1.07 2.18 1428 38.2 6.22 20.1 实例26 40Fe-60Mo 1 25000 4437 0.81 1.08 2.11 1431 38.4 6.25 20.2 实例27 25Fe-75Mo 1 25000 4411 0.82 1.07 2.17 1433 37.8 6.24 20.3 实例28 55Fe-45Nb 1 25000 4398 0.82 1.08 2.14 1441 38.4 6.23 20.3 实例29 40Fe-60Nb 1 25000 4378 0.81 1.08 2.18 1427 37.8 6.22 20.1 实例30 25Fe-75Nb 1 25000 4398 0.82 1.08 2.11 1442 38.5 6.22 20.1 实例31 45Co-25W-20Mo 1 25000 4414 0.81 1.08 2.18 1421 37.4 6.25 20.2 实例32 45Co-25W-20Ta 1 25000 4415 0.82 1.07 2.18 1428 37.9 6.23 20.1 实例33 25Co-20Ni-55W 1 25000 4419 0.81 1.08 2.14 1429 38.1 6.24 20.4 实例34 50Co-50W 1 25000 4578 0.82 1.08 2.22 1427 38.2 6.18 20.9 对比实例1 none 25000 4211 0.8 1.05 1.89 1357 39.7 6.32 19.2 对比实例2 none 25000 4325 0.81 1.05 1.92 1345 39.4 6.28 19.5 对比实例3 50Co-50W 0.05 25000 4221 0.8 1.05 1.9 1367 39.5 6.3 19.4 对比实例4 50Co-50W 6 25000 4555 0.83 1.08 2.19 1433 37.5 6.23 20 对比实例5 50Co-50W 10 25000 4624 0.83 1.08 2.18 1422 36.9 6.24 19.7 对比实例6 50Co-50W 20 25000 4712 0.83 1.08 2.17 1437 36.5 6.23 19 对比实例7 50Co-50W 1 6000 4334 0.82 1.03 1.63 1243 40.5 6.43 17.8 对比实例8 50Co-50W 1 210000 4345 0.8 1 1 1012 43.2 6.67 15.8
在实例1至6中，取向控制层Co-W型合金(Co：50at％，W：50at ％)的厚度可以变化。
SNR相对于膜厚具有峰值，可以理解，在10至20埃的范围内特别优 选。
然而，如对比实例4和5所示，即使在1至100埃的范围内，和没有 形成取向控制层的对比实例1相比，磁各向异性更优，可以理解，因此SNR 更优。
如对比实例3所示，当取向控制层的膜厚小于1埃(在该实例中，它 是0.5埃)时，TAA降低，从电磁转换特性角度看较劣。
而且，如对比实例6所示，当取向控制层的膜厚为200纳米时，即使 磁各向异性更优，但晶粒粗化，这会降低SNR。
而且，如实例3和对比实例7至34所示，在根据本发明的磁记录介质 中，即使在取向控制层的膜厚为1纳米且形成为非常薄的情况下，可以清 楚看到它在改进磁各向异性方面具有较大效果。
在取向控制层的膜厚为1纳米且形成为非常薄的情况下，膜质量出现 不均匀性，可以认为这是因为颗粒尺寸细化所致。当取向控制层的颗粒尺 寸变细时，因为磁各向异性也改进，所以磁记录介质的磁记录特性能够改 进。
在实例7至30中，取向控制层的合金成分发生变化。
可以理解为，通过采用Co-W型合金、Co-Mo型合金、Co-Ta型合金、 Co-Nb型合金、Ni-Ta型合金、Ni-Nb型合金、Fe-W型合金、Fe-Mo型合 金或者Fe-Nb型合金作为取向控制层，则能够获得沿周向的令人满意的磁 各向异性，以及可以清楚看到，记录和再现特性变优。
在实例31至33中，采用三元素型合金作为取向控制层。
可以理解为，通过采用Co-W-Mo型合金、Co-W-Ta型合金、或者 Co-Ni-W型合金作为取向控制层，则能够获得沿周向的令人满意的磁各向 异性，以及可以清楚看到，记录和再现特性变优。
从实例34和对比实例2的比较中可以清楚看到，在AFC介质中，可 以看到因取向控制层获得的磁各向异性效果，并且记录和再现特性变优。
而且，从实例和对比实例7和8的比较中可以看到，通过使得条纹的 线密度为7500(线/毫米)或更高、更优选为20000(线/毫米)或更高且小 于200000(线/毫米)，可以清楚看到能够获得令人满意的的磁各向异性。
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§111(a)提交，并且根据35 U.S.C.§119(e)(1)要 求2005年3月16根据35 U.S.C.§111(b)提交的临时申请No.60/661,901的 优先权。
【专利文献1】日本未审查专利申请，首次公开号No.2004-86936。
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