垂直磁記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供包含第1磁記錄層的磁記錄介質(zhì)，所述第1磁記錄層具有大的矯頑力和磁性晶粒已良好分離的顆粒結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)包含非磁性基板、第1籽晶層、以及形成于所述第1籽晶層上的第1磁記錄層，第1籽晶層含有Pt，第1磁記錄層具有1個(gè)或多個(gè)磁性層，與第1籽晶層接觸的磁性層含有Fe、Pt及Ti，且具有顆粒結(jié)構(gòu)，所述顆粒結(jié)構(gòu)由具有含有Fe及Pt的L10型有序合金的磁性晶粒和含有Ti的非磁性晶界構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】
垂直磁記錄介質(zhì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本說(shuō)明書(shū)記載的發(fā)明涉及垂直磁記錄介質(zhì)。特別是涉及在固定磁記錄裝置(HDD)中使用的垂直磁記錄介質(zhì)。更詳細(xì)而言，本說(shuō)明書(shū)記載的發(fā)明涉及以能量輔助磁記錄方式使用的垂直磁記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為實(shí)現(xiàn)磁記錄的高密度化的技術(shù)，采用垂直磁記錄方式。垂直磁記錄介質(zhì)至少包含非磁性基板、和由硬質(zhì)磁性材料形成的磁記錄層。垂直磁記錄介質(zhì)也可以任意選擇性地還包含:由軟磁性材料形成并發(fā)揮使磁頭產(chǎn)生的磁通集中于磁記錄層的作用的軟磁性襯里層、用于使磁記錄層的硬質(zhì)磁性材料向目的方向取向的基底層、保護(hù)磁記錄層的表面的保護(hù)膜等。
[0003]特開(kāi)2001-291230號(hào)公報(bào)記載的是作為用于形成垂直磁記錄介質(zhì)的磁記錄層的材料，使用顆粒磁性材料(參照專利文獻(xiàn)I)。顆粒磁性材料含有磁性晶粒、以包圍磁性晶粒的周圍的方式偏析的非磁性體。顆粒磁性材料中的各個(gè)磁性晶粒通過(guò)非磁性體被磁分離。
[0004]近年來(lái)，出于垂直磁記錄介質(zhì)的記錄密度的進(jìn)一步提高的目的，迫切需要縮小顆粒磁性材料中的磁性晶粒的粒徑。另一方面，磁性晶粒的粒徑縮小會(huì)使所記錄的磁化(信號(hào))的熱穩(wěn)定性下降。因此，為了補(bǔ)償由磁性晶粒的粒徑縮小引起的熱穩(wěn)定性的下降，要求使用具有更高的磁晶各向異性的材料而形成顆粒磁性材料中的磁性晶粒。
[0005]作為所要求的具有高磁晶各向異性的材料，提案的是Llo系有序合金。特開(kāi)2004-178753號(hào)公報(bào)記載的是含有選自由Fe、Co及Ni構(gòu)成的組中的至少一種元素、和選自由Pt、Pd、Au及Ir構(gòu)成的組中的至少一種元素的Llo系有序合金及其制造方法(參照專利文獻(xiàn)2)。代表性的Llo系有序合金包含F(xiàn)ePt、CoPt、FePd、CoPd等。
[0006]使用有序合金作為磁性材料的提案在各種領(lǐng)域都有。特開(kāi)2003-296901號(hào)公報(bào)記載的是包含基底層、使用Co基合金或有序合金的磁記錄層、中間層、及高極化自旋控制層的自旋存儲(chǔ)型磁記錄介質(zhì)(參照專利文獻(xiàn)3)。在此，有序合金也可以包含F(xiàn)e5QPt5Q、Fe5()Pd50、C03Pti。另外，記載了也可以在形成磁記錄層的Co基合金或有序合金中添加Cu、Cr、Ti等添加元素而提高磁特性的技術(shù)。記載了也可以用由Cr、Ta、B、氧化物或氮化物構(gòu)成的非磁性體填充由Co基合金或有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的間隙的技術(shù)。進(jìn)而，記載了可使用Pt膜作為由FePt構(gòu)成的磁記錄層的基底層的技術(shù)。但是，因?yàn)樘亻_(kāi)2003-296901號(hào)公報(bào)是以自旋存儲(chǔ)型磁記錄為對(duì)象的公報(bào)，所以未提出在應(yīng)用于HDD時(shí)所要求的諸課題的解決的辦法。另外，使用Ti作為填充于由有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的間隙的非磁性體的技術(shù)既無(wú)記載也無(wú)啟示。
[0007]另一方面，因?yàn)榇庞涗泴拥哪ず窕旧显诮橘|(zhì)面內(nèi)方向均勻，所以減小磁性晶粒的意思是減小具有恒定高度的磁性晶粒的截面積。其結(jié)果是，作用于磁性晶粒自身的反磁場(chǎng)變小，為使磁性晶粒的磁化反轉(zhuǎn)所需要的磁場(chǎng)(反轉(zhuǎn)磁場(chǎng))變大。這樣，在以磁性晶粒的形狀來(lái)考慮的情況下，記錄密度的提高的意思是在信號(hào)的記錄時(shí)需要更大的磁場(chǎng)。
[0008]針對(duì)用于記錄所需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加的課題，提案的是利用磁疇壁移動(dòng)，在低磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化反轉(zhuǎn)的方法。特開(kāi)2005-285207號(hào)公報(bào)記載的是包含在表面溫度為650?850 0C的基板上通過(guò)派射法而形成FePt磁性薄膜的技術(shù)的磁性薄膜的制造方法，該磁性薄膜既具有40k0e(3200A/mm)以上的矯頑力，又在4?101^06(320?80(^/1]1111)的磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化反轉(zhuǎn)(參照專利文獻(xiàn)4)。在此，記載的是在使用玻璃作為基板的情況下，也可以設(shè)置由MgO、ZnO、Cr或Pt構(gòu)成的基底層的技術(shù)。為了利用磁疇壁移動(dòng)，該方法的磁性薄膜需要設(shè)為由孤立的島狀FePt粒子構(gòu)成的非連續(xù)層。即，不是具有在FePt粒子的間隙內(nèi)填充有非磁性體的顆粒結(jié)構(gòu)的層。
[0009]作為針對(duì)用于記錄需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加的課題的其他手段，提案的是熱輔助記錄方式、微波輔助記錄方式等能量輔助磁記錄方式(參照非專利文獻(xiàn)I)。熱輔助記錄方式利用的是磁性材料的磁各向異性常數(shù)(Ku)的溫度依賴性，S卩，溫度越高Ku越小之類的特性。在該方式中，使用具有磁記錄層的加熱功能的磁頭。即，通過(guò)使磁記錄層升溫而使Ku暫時(shí)下降，來(lái)降低反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在其間進(jìn)行寫(xiě)入。因?yàn)樵诮禍睾?，Ku恢復(fù)到原來(lái)的高值，所以能夠穩(wěn)定地保持記錄信號(hào)(磁化)。在應(yīng)用熱輔助記錄方式的情況下，除現(xiàn)有的設(shè)計(jì)指南以外，還需要考慮溫度特性而設(shè)計(jì)磁記錄層。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2001-291230號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2004-178753號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2003-296901號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:特開(kāi)2005-285207號(hào)公報(bào)
[0016]非專利文獻(xiàn)
[0017]非專利文獻(xiàn)1:稻葉他，“新型高密度記錄技術(shù)-能量輔助磁記錄介質(zhì)-”，富士時(shí)報(bào)，富士電機(jī)控股株式會(huì)社技術(shù)開(kāi)發(fā)本部，2010年7月10日，第83卷第4號(hào)，257-260

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明所要解決的課題
[0019]本說(shuō)明書(shū)記載的發(fā)明要解決的課題在于，提供包含磁記錄層的磁記錄介質(zhì)，該磁記錄層具有大矯頑力和磁性晶粒已良好分離的顆粒結(jié)構(gòu)。
[0020]用于解決課題的手段
[0021]本說(shuō)明書(shū)記載的磁記錄介質(zhì)的一個(gè)例子特征為，包含非磁性基板、第I籽晶層、形成于所述第I籽晶層上的第I磁記錄層，第I籽晶層含有Pt，第I磁記錄層具有I個(gè)或多個(gè)磁性層，與第I籽晶層接觸的磁性層含有Fe、Pt及Ti，且具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)由具有含有Fe及Pt的Llo型有序合金的磁性晶粒和含有Ti的非磁性晶界構(gòu)成。在此，與第I籽晶層接觸的磁性層以總原子數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)，也可以含有4at%以上12at%以下的Ti。另外，Llo型有序合金也可以還含有選自由N1、Mn、Ag、Au及Cr構(gòu)成的組中的至少一種元素。第I磁記錄層也可以由一個(gè)磁性層來(lái)構(gòu)成。進(jìn)而，也可以在非磁性基板和第I籽晶層之間還含有選自由散熱層、粘接層、軟磁性襯里層、及基底層構(gòu)成的組中的I個(gè)或多個(gè)層。另外，也可以在非磁性基板和第I籽晶層之間還含有第2籽晶層及第2磁記錄層。在這種情況下，第2磁記錄層與第I籽晶層接觸。
[0022]發(fā)明效果
[0023]通過(guò)采用上述構(gòu)成，能夠得到第I磁記錄層，該第I磁記錄層通過(guò)含有Pt的第I籽晶層，Llo型FePt磁性晶粒被含有Ti的非磁性晶界良好地分離，且具有大的矯頑力。這樣得到的包含第I磁記錄層的磁記錄介質(zhì)適合用于能量輔助記錄方式。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是表示第I實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的構(gòu)成例的剖面圖；
[0025]圖2是表示第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的構(gòu)成例的剖面圖；
[0026]圖3A是表示具有Pt第I籽晶層的實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)中的第I磁記錄層的Ti含量和矯頑力的關(guān)系的曲線圖；
?0027]圖3Β是表示不具有Pt第I籽晶層的比較例I的磁記錄介質(zhì)中的第I磁記錄層的Ti含量和矯頑力的關(guān)系的曲線圖；
[0028]圖4是表示實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)的第I磁記錄層(Ti= 8at% )的EELS分析結(jié)果的圖，(a)是表不Fe的分布的圖，(b)是表不Pt的分布的圖，(C)是表不Ti的分布的圖；
[0029]圖5A是表示具有FePt-Ti第I磁記錄層的實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線的曲線圖；
[°03°]圖5B是表示具有FePt第I磁記錄層的比較例2的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線的曲線圖；
[0031]圖6是表示不具有Pt第I籽晶層的比較例I的磁記錄介質(zhì)的第I磁記錄層(Ti=4at% )的EELS分析結(jié)果的圖，(a)是表不Fe的分布的圖，(b)是表不Pt的分布的圖，(C)是表示Ti的分布的圖；
[0032]圖7A是表示不具有Pt第I籽晶層而具有FePtTi第I磁記錄層的比較例I的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線的曲線圖；
[0033]圖7B是表示不具有Pt第I籽晶層而具有FePt第I磁記錄層的比較例3的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線的曲線圖；
[0034]圖8是表示在Pt第I籽晶層上形成有FePtCu第I磁記錄層的比較例4的磁記錄介質(zhì)的第I磁記錄層的Cu含量和矯頑力的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]第I實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的一個(gè)構(gòu)成例包含非磁性基板、第I籽晶層、形成于上述第I籽晶層上的第I磁記錄層，第I籽晶層含有Pt，第I磁記錄層具有I個(gè)或多個(gè)磁性層，與第I籽晶層接觸的磁性層含有Fe、Pt及Ti，且具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)由具有含有Fe及Pt的Llo型有序合金的磁性晶粒和含有Ti的非磁性晶界構(gòu)成。
[0036]圖1表示了第I磁記錄層50由單一磁性層構(gòu)成的第I實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的構(gòu)成例。在該構(gòu)成例中，磁記錄介質(zhì)具有非磁性基板10、粘接層20、基底層30、第I籽晶層40、第I磁記錄層50、及保護(hù)層60。圖1的構(gòu)成例所示的粘接層20、基底層30、及保護(hù)層60是也可以任意選擇地設(shè)置的層。進(jìn)而，本說(shuō)明書(shū)記載的磁記錄介質(zhì)也可以在非磁性基板10和第I磁記錄層50之間還含有散熱層、軟磁性襯里層、中間層等。
[0037]非磁性基板10也可以是表面平滑的各種各樣的基板。例如，可使用磁記錄介質(zhì)通常使用的材料，來(lái)形成非磁性基板10?？墒褂玫牟牧习瑢?shí)施了 NiP鍍覆的Al合金、MgO單晶、MgAl204、SrT13、強(qiáng)化玻璃、晶化玻璃等。
[0038]也可以任意選擇地設(shè)置的粘接層20用于提高形成于粘接層20之上的層和形成于粘接層20之下的層的粘接性。作為形成于粘接層20之下的層，包含非磁性基板10。用于形成粘接層20的材料包含N1、W、Ta、Cr、Ru等金屬、含有上述金屬的合金。粘接層20既可以為單一層，也可以具有多個(gè)層的層疊結(jié)構(gòu)。
[0039]也可以任意選擇地設(shè)置的軟磁性襯里層(未圖示)控制來(lái)自磁頭的磁通，提高磁記錄介質(zhì)的記錄/再生特性。用于形成軟磁性襯里層的材料包含NiFe合金、鐵硅鋁(FeSiAl)合金、CoFe合金等晶質(zhì)材料;FeTaC、CoFeN1、CoNiP等微晶質(zhì)材料;含有CoZrNbXoTaZr等Co合金的非晶質(zhì)材料。軟磁性襯里層的膜厚的最佳值依賴于磁記錄使用的磁頭的結(jié)構(gòu)及特性。在通過(guò)與其他層連續(xù)成膜而形成軟磁性襯里層的情況下，從與生產(chǎn)率的兼容出發(fā)，軟磁性襯里層優(yōu)選具有10]11]1?500111]1的范圍內(nèi)(包含兩端)的膜厚。
[0040]在熱輔助磁記錄方式中使用磁記錄介質(zhì)的情況下，也可以設(shè)置散熱層(未圖示)。散熱層是用于有效地吸收在熱輔助磁記錄時(shí)產(chǎn)生的第I磁記錄層50的余熱的層。散熱層可使用導(dǎo)熱率及比熱容高的材料而形成。那樣的材料包含Cu單體、Ag單體、Au單體、或以它們?yōu)橹黧w的合金材料。在此，“作為主體“表示的是該材料的含量為50wt%以上。另外，從強(qiáng)度等觀點(diǎn)來(lái)看，可使用Al-Si合金、Cu-B合金等而形成散熱層。進(jìn)而，也可使用鐵硅鋁(FeSiAl)合金、軟磁性的CoFe合金等而形成散熱層，且對(duì)散熱層賦予使軟磁性襯里層的功能即磁頭產(chǎn)生的垂直方向磁場(chǎng)集中于第I磁記錄層50的功能。散熱層的膜厚的最佳值通過(guò)熱輔助磁記錄時(shí)的熱量及熱分布、以及磁記錄介質(zhì)的層構(gòu)成及各構(gòu)成層的厚度而變化。在通過(guò)與其他構(gòu)成層的連續(xù)成膜而形成時(shí)等，從與生產(chǎn)率的兼容出發(fā)，散熱層的膜厚優(yōu)選為1nm以上10nm以下。散熱層可利用濺射法(包含DC磁控濺射法等)、真空蒸鍍法等在該技術(shù)中已知的任意方法而形成。在通常的情況下，散熱層利用濺射法而形成。在考慮磁記錄介質(zhì)所要求的特性時(shí)，散熱層可設(shè)置在非磁性基板10和粘接層20之間、粘接層20和基底層30之間等。
[0041]基底層30是為隔斷形成于其下的層的晶體結(jié)構(gòu)給第I磁記錄層50的晶體取向性及磁性晶粒的尺寸等帶來(lái)的影響而設(shè)置的層。另外，在設(shè)置軟磁性襯里層的情況下，為了抑制對(duì)軟磁性襯里層的磁性影響，要求基底層30為非磁性。用于形成基底層30的材料包含MgO、SrTi03等氧化物、或TiN等氮化物、Cr及Ta等金屬、NiW合金、及CrT1、Cr Zr、CrTa及CrW等以Cr為基底的合金。基底層30可利用濺射法等在該技術(shù)中已知的任意方法而形成。
[0042]第I籽晶層40是用于確?；讓?0和第I磁記錄層50之間的粘接性，同時(shí)控制與第I籽晶層40接觸的磁性層的磁性晶粒的粒徑及晶體取向的層。具體而言，第I籽晶層40具有在形成于其上的磁性層中促進(jìn)含有Llo型有序合金的磁性晶粒和含有Ti的非磁性晶界的分離而使含有該磁性層的第I磁記錄層50的矯頑力He增大的功能。第I籽晶層40含有Pt，優(yōu)選由Pt構(gòu)成。第I籽晶層40可利用濺射法(包含RF磁控濺射法)、真空蒸鍍法等在該技術(shù)中已知的任意方法而形成。第I籽晶層40可在將非磁性基板10加熱到250?700°C的范圍內(nèi)的溫度的狀態(tài)下形成。第I籽晶層40具有0.1nm以上、優(yōu)選0.5nm?50nm、更優(yōu)選Inm?20nm的膜厚。
[0043]保護(hù)層60可使用在磁記錄介質(zhì)領(lǐng)域習(xí)慣使用的材料而形成。具體而言，可使用Pt等非磁性金屬、類金剛石碳等碳系材料、或氮化硅等硅系材料而形成保護(hù)層60。另外，保護(hù)層60既可以為單層，也可以具有層疊結(jié)構(gòu)。層疊結(jié)構(gòu)的保護(hù)層60也可以為例如特性不同的兩種碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)、金屬和碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)、或金屬氧化物膜和碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)。保護(hù)層60可利用濺射法(包含DC磁控濺射法等)、真空蒸鍍法等在該技術(shù)中已知的任意方法而形成。
[0044]另外，磁記錄介質(zhì)也可以任意選擇性地還含有設(shè)置于保護(hù)層60上的液體潤(rùn)滑劑層(未圖示)。液體潤(rùn)滑劑層可使用在磁記錄介質(zhì)領(lǐng)域習(xí)慣使用的材料(例如，全氟聚醚系的潤(rùn)滑劑等)而形成。液體潤(rùn)滑劑層可利用例如浸涂法、旋涂法等的涂布法而形成。
[0045]第I磁記錄層50包含I個(gè)或多個(gè)磁性層。以下，將與第I籽晶層40接觸的磁性層稱為第I磁性層。第I磁性層含有Fe、Pt及Ti。第I磁性層具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)由具有含有Fe及Pt的Llo型有序合金的磁性晶粒和含有Ti的非磁性晶界構(gòu)成。
[0046]出于磁性晶粒的特性調(diào)制的目的，構(gòu)成磁性晶粒的Llo型有序合金也可以還含有選自由N1、Mn、Ag、Au及Cr構(gòu)成的組中的至少一種元素。優(yōu)選的特性調(diào)制包含Llo型有序合金的有序化需要的溫度的降低。
[0047]磁性晶粒也可以不必是所有原子都具有有序結(jié)構(gòu)。只要表示有序結(jié)構(gòu)的程度的有序度S為規(guī)定值以上即可。有序度S通過(guò)利用XRD測(cè)定磁記錄介質(zhì)，然后利用測(cè)定值和完全有序化時(shí)的理論值之比，來(lái)計(jì)算出。在Llo型有序合金的情況下，使用來(lái)源于有序合金的(001)及(002)峰的積分強(qiáng)度而計(jì)算出。通過(guò)測(cè)定出的(002)峰積分強(qiáng)度相對(duì)于(001)峰積分強(qiáng)度之比的值除以在完全有序化時(shí)理論性地計(jì)算出的(002)峰積分強(qiáng)度相對(duì)于(001)峰積分強(qiáng)度之比，能夠得到有序度S。如果這樣得到的有序度S為0.5以上，則作為磁記錄介質(zhì)，就具有實(shí)用的磁各向異性常數(shù)Ku。
[0048]非磁性晶界含有Ti，優(yōu)選由Ti構(gòu)成。第I磁性層在以該磁性層的總原子數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)含有4at %以上12at %以下、優(yōu)選5at%以上10at%以下的Ti。在本說(shuō)明書(shū)中，“at%”是原子％的意思。通過(guò)含有上述范圍內(nèi)的Ti，能夠促進(jìn)磁性晶粒和非磁性晶界的分離，而使該磁性層的矯頑力He急劇增大。
[0049]第I磁記錄層50的另一實(shí)施方式是在上述的第I磁性層上附加地進(jìn)一步配置第2磁性層的構(gòu)成。通過(guò)配置第2磁性層，能夠進(jìn)一步提高磁記錄介質(zhì)的性能。
[0050]構(gòu)成例之一是具有與第I磁性層不同的居里溫度Tc，且還配置有出于Tc控制的目的的第2磁性層(以下，稱為T(mén)c控制磁性層)的構(gòu)成。通過(guò)設(shè)定針對(duì)兩者的Tc的記錄溫度，能夠降低記錄時(shí)需要的作為磁記錄介質(zhì)整體的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。例如，將Tc控制磁性層的居里溫度設(shè)定為比第I磁性層的居里溫度低。如果將記錄溫度設(shè)定在兩者的居里溫度的中間，則在記錄時(shí)，Tc控制磁性層的磁化消失，從而為使記錄進(jìn)行反轉(zhuǎn)而需要的磁場(chǎng)降低。這樣就能夠降低磁記錄頭而要求的記錄時(shí)的產(chǎn)生磁場(chǎng)，而發(fā)揮良好的磁記錄性能。
[0051]Tc控制磁性層優(yōu)選具有顆粒結(jié)構(gòu)。特別優(yōu)選將第I磁性層及Tc控制磁性層的磁性晶粒配置在大致同一位置，通過(guò)設(shè)為大致同一位置，能夠提高信噪比(SNR)等性能。
[0052]構(gòu)成Tc控制磁性層的磁性晶粒優(yōu)選采用至少含有Co及Fe中的任一種的材料，進(jìn)一步優(yōu)選含有Pt、Pd、N1、Mn、Cr、Cu、Ag、Au中的至少任一種。例如，可使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金等。磁性晶粒的晶體結(jié)構(gòu)也可以為L(zhǎng)lo型、Ll1型、Ll2型等有序結(jié)構(gòu)、hep結(jié)構(gòu)(六方密排結(jié)構(gòu))、fcc結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))等。作為構(gòu)成Tc控制磁性層的非磁性部的材料，可使用Zn0、Si02、Ti02等氧化物;SiN、TiN等氮化物;C、B等。
[0053]作為T(mén)c控制磁性層，使用與第I磁性層同樣的材料，也可以使用設(shè)為不同組成的層。Tc控制磁性層也可以為例如變更了第I磁性層中的Ti的比率的層、變更了添加于有序合金的Ni等兀素的層等。
[0054]為了調(diào)節(jié)第I磁性層和Tc控制磁性層之間的磁交換耦合，優(yōu)選在第I磁性層和Tc控制磁性層之間配置交換耦合控制層。通過(guò)調(diào)節(jié)記錄溫度時(shí)的磁交換耦合，能夠調(diào)節(jié)反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。交換耦合控制層可根據(jù)所期望的交換耦合，而選擇具有磁性的層、非磁性的層。為了提高記錄溫度時(shí)的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的降低效果，優(yōu)選使用非磁性層。
[0055]作為形成于第I磁性層上的第2磁性層，也可以配置覆蓋層。覆蓋層可以是在磁性層的層內(nèi)磁性連續(xù)的層。通過(guò)配置該連續(xù)磁性層，能夠調(diào)節(jié)作為磁記錄介質(zhì)的磁化反轉(zhuǎn)。
[0056]構(gòu)成連續(xù)磁性層的材料優(yōu)選采用至少含有Co、Fe中的任一種的材料，進(jìn)一步優(yōu)選含有Pt、Pd、N1、Mn、Cr、Cu、Ag、Au、稀土元素中的至少任一種。例如，可使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金、Co Sm系合金等。連續(xù)磁性層也可以由多晶或非晶質(zhì)中的任一種構(gòu)成。由多晶構(gòu)成時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)可設(shè)為L(zhǎng)lo型、Ll1型、Ll2型等有序結(jié)構(gòu)、hep結(jié)構(gòu)(六方密排結(jié)構(gòu))、fee結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))等。
[0057]第2磁性層具有:在保存記錄的溫度中與第I磁性層合作而保持與希望記錄的信息(例如，0、1的信息)對(duì)應(yīng)的磁化的作用、及/或在進(jìn)行記錄的溫度中與第I磁性層合作而使記錄容易進(jìn)行的作用。為了有助于該目的，可替換為上述的Tc控制磁性層、連續(xù)磁性層，或者，除Tc控制磁性層、連續(xù)磁性層以外，還附加其他的第2磁性層。例如，也可以附加控制磁特性的第2磁性層、面向微波輔助磁記錄的控制強(qiáng)磁性共振頻率的第2磁性層等。在此，被控制的磁特性包含磁各向異性常數(shù)(Ku)、反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、矯頑力He、飽和磁化Ms等。另外，要附加的第2磁性層既可以為單層，或者也可以為層疊具有不同組成等的不同的層而成的構(gòu)成。另外，也可以附加具有不同構(gòu)成的多個(gè)第2磁性層。
[0058]第2磁性層、交換耦合控制層等可利用濺射法、蒸鍍法等而形成。另外，在第2磁性層、交換耦合控制層等的形成時(shí)，也可以任意選擇性地進(jìn)行基板的加熱。
[0059]作為第I實(shí)施方式的再另一構(gòu)成例，也可以包含重復(fù)層疊第I籽晶層40和第I磁記錄層50的層疊體而成的構(gòu)成。
[0000]第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的一個(gè)構(gòu)成例的特征為，在第I實(shí)施方式中的磁記錄介質(zhì)的非磁性基板和第I籽晶層之間還含有第2籽晶層及第2磁記錄層，第2磁記錄層和第I籽晶層接觸。
[0061]圖2表示了第I磁記錄層50由單一磁性層構(gòu)成的第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的構(gòu)成例。在該構(gòu)成例中，磁記錄介質(zhì)具有:非磁性基板10、粘接層20、基底層30、第2籽晶層70、第2磁記錄層80、第I籽晶層40、第I磁記錄層50、及保護(hù)層60。圖2的構(gòu)成例所示的粘接層20、基底層30、及保護(hù)層60也是可以任意選擇性地設(shè)置的層。進(jìn)而，磁記錄介質(zhì)也可以在非磁性基板10和第2磁記錄層80之間還含有散熱層、軟磁性襯里層、中間層等。非磁性基板10、粘接層20、基底層30、第I籽晶層40、第I磁記錄層50、保護(hù)層60、散熱層、軟磁性襯里層、及中間層也可以為與第I實(shí)施方式同樣的構(gòu)成。
[0062]第2籽晶層70是用于確?；讓?0和第2磁記錄層80之間的粘接性，同時(shí)控制與第2籽晶層70接觸的磁性層的磁性晶粒的粒徑及晶體取向的層。具體而言，第2籽晶層70具有在形成于其上的磁性層中促進(jìn)磁性晶粒和非磁性晶界的分離而使含有該磁性層的第2磁記錄層80的矯頑力He增大的功能。第2籽晶層70優(yōu)選使用Mg0、SrTi03等氧化物、或TiN等氮化物而形成。特別優(yōu)選使用NaCl型的化合物。第2籽晶層70可利用濺射法(包含RF磁控濺射法)、真空蒸鍍法等在該技術(shù)中已知的任意方法而形成。第2籽晶層70可在將非磁性基板10加熱到250?700 °C的范圍內(nèi)的溫度的狀態(tài)下形成。第2籽晶層70具有0.1nm以上、優(yōu)選0.5nm?50nm、更優(yōu)選Inm?20nm的膜厚。
[0063]第2磁記錄層80具有顆粒結(jié)構(gòu)。第2磁記錄層80既可以由單一磁性層構(gòu)成，也可以由多個(gè)磁性層構(gòu)成。在由多個(gè)磁性層構(gòu)成的情況下，各自的磁性層都具有顆粒結(jié)構(gòu)。另外，在由多個(gè)磁性層構(gòu)成的情況下，為了調(diào)節(jié)鄰接的磁性層之間的磁交換耦合，優(yōu)選在鄰接的磁性層之間配置交換耦合控制層。通過(guò)調(diào)節(jié)記錄溫度時(shí)的磁交換耦合，能夠調(diào)節(jié)反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。交換耦合控制層可根據(jù)期望的交換耦合，來(lái)選擇具有磁性的層、非磁性的層。為了提高記錄溫度時(shí)的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的降低效果，優(yōu)選使用非磁性層。
[0064]構(gòu)成第2磁記錄層80的磁性層的磁性晶粒優(yōu)選為至少含有Co及Fe中的任一種的材料，進(jìn)一步優(yōu)選含有Pt、Pd、N1、Mn、Cr、Cu、Ag、Au中的至少任一種。例如，可使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金等。磁性晶粒的晶體結(jié)構(gòu)也可以為L(zhǎng)lo型、Lli型、Lh型等有序結(jié)構(gòu)、hep結(jié)構(gòu)(六方密排結(jié)構(gòu))、fcc結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))等。作為構(gòu)成第2磁記錄層80的磁性層的非磁性部的材料，可使用Zn0、Si02、Ti02等氧化物；SiN、TiN等氮化物;C、B等。
[0065]優(yōu)選的第2磁記錄層80包含由FePt-C磁性層構(gòu)成的單一層、FePt-C磁性層和FePt-BC磁性層的層疊結(jié)構(gòu)，但不局限于這些。
[0066]第2磁記錄層80也可以為具有與第I磁記錄層50不同的居里溫度Tc，且以Tc控制為目的的層。通過(guò)設(shè)定吻合兩者的Tc的記錄溫度，能夠降低記錄時(shí)需要的作為磁記錄介質(zhì)整體的反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。例如，將第2磁記錄層80的居里溫度Tc設(shè)定為比第I磁記錄層50的居里溫度Tc低。如果將記錄溫度設(shè)定在兩者的居里溫度的中間，則在記錄時(shí)，第2磁記錄層80的磁化消失，從而為使記錄進(jìn)行反轉(zhuǎn)需要的磁場(chǎng)降低。這樣就能夠降低磁記錄頭要求的記錄時(shí)的產(chǎn)生磁場(chǎng)，而發(fā)揮良好的磁記錄性能。
[0067]另外，第2磁記錄層80具有:在保存記錄的溫度中與第I磁記錄層50合作而保持與希望記錄的信息(例如，0、1的信息)相對(duì)應(yīng)的磁化的作用、及/可在進(jìn)行記錄的溫度中與第I磁性層合作而使記錄容易進(jìn)行的作用。為了有助于該目的，第2磁記錄層80也可以具有例如控制磁特性的功能、面向微波輔助磁記錄的控制強(qiáng)磁性共振頻率的功能等。在此，被控制的磁特性包含磁各向異性常數(shù)(Ku)、反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、矯頑力He、飽和磁化Ms等。
[0068]構(gòu)成第2磁記錄層80的磁性層、交換耦合控制層等可利用濺射法、蒸鍍法等而形成。另外，在磁性層、交換耦合控制層等形成時(shí)，也可以任意選擇性地進(jìn)行基板的加熱。
[0069]實(shí)施例
[0070](實(shí)施例l)FePt-Ti/Pt/MgO
[0071]清洗具有平滑表面，且具有(100)的結(jié)晶面方位的MgO單晶基板(Tateho化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)，準(zhǔn)備非磁性基板10。將清洗后的非磁性基板10導(dǎo)入濺射裝置內(nèi)。將非磁性基板10加熱到350°C，在壓力0.4Pa的Ar氣中，通過(guò)使用純Pt靶的RF磁控濺射法，形成膜厚20nm的Pt第I籽晶層40。
[0072]接著，將形成有第I籽晶層40的層疊體加熱到350°C，在壓力0.6Pa的Ar氣中，通過(guò)使用Fe45Pt55合金革E及純Ti革E的RF磁控派射法，開(kāi)$成膜厚1nm的FePt-Ti第I磁記錄層50。在此，“Fe45Pt55合金革E”是使用由4581:%的？6及55&1:%的？1:構(gòu)成的合金而形成的革E的意思。另夕卜，通過(guò)將附加于Fe45Pt55合金革El的電力固定為300W，且使附加于純Ti革El的電力在10?550W的范圍內(nèi)進(jìn)行變化，而使FePt-Ti第I磁記錄層50的組成發(fā)生變化。通過(guò)盧瑟福背散射譜法(RBS)對(duì)得到的FePt-Ti第I磁記錄層50的組成進(jìn)行分析。得到的磁記錄介質(zhì)依次具有
(10)MgO非磁性基板10、Pt第I籽晶層40、及FePt-Ti第I磁記錄層50。此外，在本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)中，“FePt-Ti”之類的記載是Ti的大部分都偏在于FePt的晶界的材料的意思，“FePtTi”之類的記載是未看到FePt的晶界的Ti的顯著偏在的材料的意思。
[0073]通過(guò)X射線衍射法(XRD)對(duì)形成的FePt-Ti第I磁記錄層50進(jìn)行分析，可確認(rèn)由Llo型有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的存在。另外，通過(guò)電子能量損失分光法(EELS)對(duì)Ti含量為8at%的？6?1:-1';[第I磁記錄層50的Fe、Pt及Ti的分布進(jìn)行分析。圖4表示了其結(jié)果。圖4中，(a)是表示Fe的分布的圖，(b)是表示Pt的分布的圖，(C)是表示Ti的分布的圖。此外，Ti含量為8at%第I磁記錄層50具有Fe為42at%、Pt為50at%、Ti為8at%的組成。進(jìn)而，在室溫中，通過(guò)振動(dòng)樣品型磁強(qiáng)計(jì)(VSM)，測(cè)定得到的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線，求出矯頑力He。圖3A表示了FePt-Ti第I磁記錄層50中的Ti含量和矯頑力He的關(guān)系。另外，圖5A表示了FePt-Ti第I磁記錄層50中的Ti含量為8at %的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線。
[0074](比較例l)FePtTi/MgO
[0075]除未形成Pt第I籽晶層40以外，重復(fù)實(shí)施例1的順序，得到磁記錄介質(zhì)。
[0076]通過(guò)XRD分析，可確認(rèn)由Llo型有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的存在。圖6表示了Ti含量為‘a(chǎn)t^^^^FePtTi第I磁記錄層的Fe、Pt及Ti的分布。圖6中，(a)是表示Fe的分布的圖，(b)是表示Pt的分布的圖，(c)是表示Ti的分布的圖。此外，Ti含量為第I磁記錄層具有Fe43Pt53T i4的組成。圖3B表示了 FePtTi第I磁記錄層中的Ti含量和所得到的磁記錄介質(zhì)的矯頑力He的關(guān)系。因?yàn)門(mén)i含量通過(guò)附加于純Ti靶的電力而控制，所以圖3B以附加于純Ti靶的電力為橫軸。在Ti靶濺射電力為200W的情況下，Ti含量為4at%。另外，圖7A表示了FePtTi第I磁記錄層中的Ti含量為4&1:%的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線。
[0077](比較例2)FePt/Pt/Mg0
[0078]通過(guò)僅使用Fe45Pt55合金革El的RF磁控派射法，開(kāi)$成FePt第I磁記錄層，除此以外，重復(fù)實(shí)施例1的順序，得到磁記錄介質(zhì)。
[0079]通過(guò)XRD分析，可確認(rèn)由Llo型有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的存在。圖5B表示了得到的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線。
[0080](比較例3)FePt/MgO
[0081 ]除未形成Pt第I籽晶層40、及通過(guò)僅使用？以#丨55合金靶的DC磁控濺射法而形成FePt第I磁記錄層以外，重復(fù)實(shí)施例1的順序，得到磁記錄介質(zhì)。
[0082]通過(guò)XRD分析，可確認(rèn)由Llo型有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的存在。圖7B表示了得到的磁記錄介質(zhì)的M-H磁滯回線。
[0083](比較例4)FePtCu/Pt/MgO
[0084]通過(guò)使用Fe45Pt55合金革E及純Cu革E的DC磁控派射法，形成FePtCu第I磁記錄層，除此以外，重復(fù)實(shí)施例1的順序，得到磁記錄介質(zhì)。
[0085]通過(guò)XRD分析，可確認(rèn)由Llo型有序合金構(gòu)成的磁性晶粒的存在。圖8表示了FePtCu第I磁記錄層中的Cu含量和矯頑力He的關(guān)系。
[0086](評(píng)價(jià))
[0087]由圖3A可知，在Pt第I籽晶層40之上形成了FePt-Ti第I磁記錄層50的實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)中，在第I磁記錄層中的Ti含量為4at%以上12at%以下的情況下，能夠確認(rèn)急劇的矯頑力He的增大。特別是在Ti含量為8&丨％的情況下，矯頑力He顯示14.6k0e(1160A/mm)的最大值。另一方面，由圖3B可知，在(10)MgO單晶非磁性基板10之上形成了FePtTi第I磁記錄層50的比較例I的磁記錄介質(zhì)中，雖然看到隨著Ti含量的增加而來(lái)的矯頑力He的增大，但其變化比起實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)來(lái)，極其緩慢。由以上結(jié)果可知，通過(guò)Pt第I籽晶層40和FePt-Ti第I磁記錄層50的相互作用，能夠得到顯著大的矯頑力He。
[0088]另外，由圖4(a)?(C)的比較可確認(rèn)，在Pt第I籽晶層40之上形成了FePt-Ti第I磁記錄層50的實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)中，可確認(rèn)Fe和Ti已良好地進(jìn)行了相分離。此外，在圖4及圖6所示的EELS分析結(jié)果中，看上去明亮的部分表示的是分析對(duì)象元素的存在，看上去暗黑的部分表示的是分析對(duì)象元素的不存在。另一方面，由圖6(a)?(c)可知，在(10)MgO單晶非磁性基板10之上形成了FePtTi第I磁記錄層的比較例I的磁記錄介質(zhì)中，未看到Fe和Ti的明顯的相分離。由此可知，Pt第I籽晶層40會(huì)給FePt-Ti第I磁記錄層50的磁性晶粒和非磁性晶界的相分離帶來(lái)大的影響。雖然并非意圖受任何理論約束，但推測(cè)第I磁記錄層50中的FePt磁性晶粒和Ti非磁性晶界的相分離的差異會(huì)影響到位于其下的Pt第I籽晶層40及(100) MgO單晶非磁性基板1的表面能的不同。在此，MgO單晶的表面能為1.5 J/cm2，P t的表面能為2.7J/cm20
[0089]進(jìn)而，由圖5A和圖5B的比較可知，在Pt第I籽晶層40之上形成了FePt-Ti第I磁記錄層50的實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)的剩余磁化(H = O的磁化M)與在Pt第I籽晶層40之上形成了Fe45Pt55第I磁記錄層的比較例2的磁記錄介質(zhì)的剩余磁化同等。另一方面，由圖5B的M-H磁滯回線可知，比較例2的磁記錄介質(zhì)具有3.9k0e(310A/mm)的矯頑力He。由此，也通過(guò)在Pt第I籽晶層上設(shè)置具有Ti非磁性粒界的第I磁記錄層，能夠確認(rèn)矯頑力He的增大。另外可知，與比較例2的磁記錄介質(zhì)相比，實(shí)施例1的磁記錄介質(zhì)具有更大的磁滯面積，且具有更硬質(zhì)的磁特性。
[0090]另外，由圖7A及圖7B所示的M-H磁滯回線的比較可知，具有FePtTi第I磁記錄層50的比較例I的磁記錄介質(zhì)雖然具有比具有FePt第I磁記錄層的比較例3的磁記錄介質(zhì)更大的矯頑力He，但會(huì)看到剩余磁化的若干下降。如果一并考慮圖6(a)?(c)、圖7A及圖7B的結(jié)果，則可知關(guān)于第I磁記錄層中的非磁性晶界的相分離，(10)MgO單晶不會(huì)帶來(lái)大的影響。
[0091 ]進(jìn)而，由圖8可知，具有在FePt中添加了 Cu的第I磁記錄層的比較例4的磁記錄介質(zhì)中，矯頑力He隨著Cu的添加量的增大而減小。這表示Pt第I籽晶層所致的相分離的促進(jìn)效果未在Cu的添加中體現(xiàn)出來(lái)。
[0092]符號(hào)說(shuō)明
[0093]10非磁性基板
[0094]20粘接層
[0095]30基底層
[0096]40第I籽晶層
[0097]50第I磁記錄層
[0098]60保護(hù)層
[0099]70第2籽晶層
[0100]80第2磁記錄層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 包含非磁性基板、第I籽晶層、形成于所述第I籽晶層上的第I磁記錄層， 所述第I籽晶層含有Pt， 所述第I磁記錄層具有I個(gè)或多個(gè)磁性層， 與所述第I籽晶層接觸的磁性層含有Fe、Pt及Ti， 與所述第I籽晶層接觸的磁性層具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)包含具有含有Fe及Pt的Ll0型規(guī)則合金的磁性晶粒和含有T i的非磁性晶界。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 與所述第I籽晶層接觸的磁性層以總原子數(shù)為基準(zhǔn)計(jì)，含有4at%以上12at%以下的Ti。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 所述Llo型規(guī)則合金還含有選自由N1、Mn、Ag、Au及Cr構(gòu)成的組中的至少一種元素。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 所述第I磁記錄層包含一個(gè)磁性層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 在所述非磁性基板和所述第I籽晶層之間還包含第2籽晶層及第2磁記錄層，所述第2磁記錄層與所述第I籽晶層接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于， 在所述非磁性基板和所述第I籽晶層之間還包含選自由散熱層、粘接層、軟磁性襯里層、及基底層構(gòu)成的組中的I個(gè)或多個(gè)層。
【文檔編號(hào)】G11B5/738GK105849805SQ201580002172
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】中田仁志, 島津武仁
【申請(qǐng)人】富士電機(jī)株式會(huì)社