CN1620686A

CN1620686A - 磁记录介质和磁存储装置

Info

Publication number: CN1620686A
Application number: CNA028280784A
Authority: CN
Inventors: 安东尼·阿扬; 猪又明大; E·诺埃尔·阿巴拉; B·拉马穆尔蒂·阿查里雅
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2005-05-25
Also published as: DE60216152D1; EP1481393B1; US7264892B2; KR100639624B1; DE60216152T2; US20050069733A1; WO2004027762A1; JP2005526352A; EP1481393A1; AU2002334408A1; KR20040078697A

Abstract

磁记录介质和磁存储装置。一种磁记录介质，其包括：基板、由Co合金或CoCr合金制成的磁记录层、设置在基板和磁记录层之间的晶种层、以及由具有B2结构的二元合金材料制成并设置在晶种层和磁记录层之间的底层。该晶种层由下述材料制成，该材料主要包括构成底层的二元合金材料的多种元素中的一种元素。

Description

磁记录介质和磁存储装置

技术领域

本发明总体上涉及磁记录介质和磁存储装置，更具体地，涉及具有晶种层和由二元合金制成的底层的磁记录介质，以及使用这种磁记录介质的磁存储装置。

背景技术

一种典型的纵向磁记录介质包括按顺序层叠的基板、晶种层、Cr或Cr合金底层、Co-Cr合金中间层、其上写有信息的Co合金磁层、C覆盖层(overlayer)、以及有机润滑剂。目前使用的基板包括镀NiP的Al-Mg合金基板和玻璃基板。玻璃基板由于其抗震性、光洁度、硬度、重量轻以及在磁盘的情况下颤动小(尤其在磁盘的边缘处)，因而更为普及。

电镀有NiP的Al基板对于磁记录的目的已广泛应用了多年。当在高温Ts＞150℃下生长时，Cr合金底层形成所需的(002)取向。已经证明在玻璃或Al基板上溅射的NiP在改善Cr底层的适当结晶取向方面很有效，如在美国专利No.5866227中所公开的。因此，通过相同的晶种层，可以将现有的Al介质技术应用于后续层。图1到图3示出了传统磁记录介质的层结构的示例。在图1到图3中，相同的部分由相同的标号表示。

在图1所示的第一示例中，在玻璃基板1上形成由NiP制成的非晶层3。优选地对NiP层3进行氧化。在NiP层3上生长主要由两个Cr底层4和5构成的具有(002)织构的底层，该底层上淀积有磁层7。第二Cr底层5的晶格参数通常大于第一Cr底层4的晶格参数。

磁层7具有(1120)结晶取向，并且可由单层或者直接接触并磁性地表现为一个磁层的多层构成。可以将由CoCr合金制成的中间层6设置在磁层7与Cr底层4和5之间。为了增强NiP对玻璃的粘附力，可以将诸如Cr的元素与NiP进行熔合，或者可以采用主要由Cr制成的单独粘合层2。但是对于类似于Al的金属基板，不需要采用该粘合层2。在磁层7上，淀积有由C制成的保护层8和有机润滑剂层9，以与诸如自旋阀磁头(spin-valve head)的磁换能器一起使用。

在图2所示的第二示例中，结构与图1的结构相似。但是在图2中，由通过由Ru制成的间隔层10反铁磁地耦合的多个层7-a和7-b来替代磁层7，以形成所谓的合成亚铁磁介质(SFM)。第一层7-a用作为稳定层，而第二层7-b用作为主记录层。

图3所示的第三示例使用由Ta-M制成的难熔金属晶种层3-a，其中M为氮或氧。通过使用Ar+N₂或Ar+O₂进行反应溅射在玻璃基板1上形成Ta-M晶种层3-a，在晶种层3-a上淀积有底层4。在美国专利No.5685958中提到了(002)结晶取向，但是底层的组成限于Cr或Cr合金，而未提及例如由诸如B2结构化材料的材料制成的底层。如在上述第一示例中所述，在具有(1120)优选取向的中间层6或中间层5上形成磁层7。

磁层的微结构(包括晶粒大小、晶粒大小分布、优选取向和Cr离析)对于磁记录介质的记录特性有很大影响。通常使用一个或更多个晶种层和一个或更多个底层来控制磁层的微结构。

通常，在由玻璃或铝制成的适当基板上使用NiP作为晶种层。可以使用各种晶种层材料，例如CoCrZr、NiAl和RuAl，来获得纵向记录所需的面内磁化。由于AlRu晶种层对后续层和磁记录层的强织构生长(strongtexture growth)的影响，使得AlRu晶种层变得更为普及。此外，还发现AlRu晶种层可以减小后续层和磁层的晶粒大小。

AlRu是含量范围为50％Ru和50％Al的B2结构化材料。虽然B2结构化的AlRu很有用，但是寻找其它含量范围的AlRu的需求正在增长。解决此问题的一种方法是在同一操作室中从分别纯粹由Al和Ru制成的两个不同的靶进行溅射淀积，即，采用多阴极系统。通过改变两个靶之间的功率比，可以容易地获得大的含量范围，而如果使用由AlRu合金制成的各种单个合金靶，则会非常昂贵。

这种多阴极系统提供了用于寻找提供AlRu的B2结构的含量范围的新方法。然而，当由单个合金靶和多阴极系统制成薄膜时，薄膜生长之间会有本质的差别。例如，当使用AlRu₅₀作为单个合金靶时，在常规溅射参数下很容易形成(001)织构，在该织构顶部上生长Cr(002)和具有(1120)织构的Co合金磁层。然而，当利用多阴极系统使用Al和Ru淀积薄膜时，实际上很难形成良好的AlRu₅₀(002)面内织构。

因此，需要实现可用于通过使用多阴极系统形成AlRu的(001)织构的另选结构。此外，也需要将多阴极系统的使用扩展到可用于获得纵向磁记录介质的优选(001)织构的其它B2结构化材料。

发明内容

因此，本发明的总的目的是提供一种新颖并有用的磁记录介质和磁存储装置，其满足上述需求。

本发明的另一更具体的目的是提供一种磁记录介质，其包括：基板；由Co合金或CoCr合金制成的磁记录层；设置在基板与磁记录层之间的晶种层；以及由具有B2结构的二元合金材料制成并设置在晶种层与磁记录层之间的底层，其中晶种层由下述材料制成，该材料主要包括构成底层的二元合金材料的多种元素中的一种元素。根据本发明的磁记录介质，可以减小底层和磁记录层的晶粒大小，并促进磁记录层的预期取向。结果，可以实现性能提高的磁记录介质。

本发明的另一目的是提供一种磁存储装置，其包括：至少一个磁记录介质，该磁记录介质包括基板、由Co合金或者CoCr合金制成的磁记录层、设置在基板与磁记录层之间的晶种层、以及由具有B2结构的二元合金材料制成并设置在晶种层与磁记录层之间的底层，晶种层由下述材料制成，该材料主要包括构成底层的二元合金材料的多种元素中的一种元素；以及磁头，该磁头在磁记录介质上写入信息和/或从磁记录介质再生信息。根据本发明的磁存储装置，由于减小了底层和磁记录层的晶粒大小并且促进了磁记录介质的磁记录层的预期取向，所以可以实现一种性能提高的磁存储装置。

当结合附图阅读以下描述时，本发明的其它目的和进一步的特征将通过以下描述而变得明了。

附图说明

图1是表示传统磁记录介质的第一示例的一部分的剖面图；

图2是表示传统磁记录介质的第二示例的一部分的剖面图；

图3是表示传统磁记录介质的第三示例的一部分的剖面图；

图4是表示根据本发明的磁记录介质的第一实施例的重要部分的剖面图；

图5是表示根据本发明的磁记录介质的第二实施例的重要部分的剖面图；

图6是表示根据本发明的磁记录介质的第三实施例的重要部分的剖面图；

图7是表示对于不同的AlRu厚度从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱的简图；

图8是表示对于不同的基板温度从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱的简图；

图9是表示对于不同的溅射Ar压力从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱的简图；

图10是表示通过施加-150V的基板偏压从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱的简图；

图11是表示对于AlRu/CrMo/CoCrPtB结构所获得的垂直克尔回路(Kerr loop)的简图；

图12是表示基板偏压效应和AlRu初始薄膜生长(initial filmgrowth)的示意图；

图13是用于说明基板偏压效应和AlRu初始薄膜生长的简图；

图14是表示AlRu的(001)织构的简图，其中在同一平面内只存在一种元素；

图15是表示玻璃/Al/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的XRD谱的简图，其中存在AlRu的主要(001)织构；

图16是表示玻璃/Ru/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的XRD谱的简图，其中AlRu具有主要(001)织构；

图17是表示Al(或Ru)/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的垂直矫顽力值的简图；

图18是表示磁存储装置的该实施例的重要部分的剖视图；

图19是表示磁存储装置的该实施例的重要部分的平面图。

具体实施方式

图4是表示根据本发明的磁记录介质的第一实施例的重要部分的剖面图。在图4中，在玻璃或Al基板11上淀积晶种层13和由金属间(intermetallic)二元合金制成的底层14。晶种层13主要由二元合金底层14的多种元素中的一种元素制成。例如，可以通过N₂或O₂分压(partial pressure)对晶种层13进行反应溅射。在底层14上淀积有由Co合金或CoCr合金制成的磁层17。磁层17具有(1120)结晶取向，并且可以由单层或者直接接触并磁性地表现为一个磁层的多层构成。在磁层17上，淀积由C制成的保护层18和有机润滑剂层19，以与诸如自旋阀磁头的磁换能器一起使用。

可以对玻璃或Al基板11进行机械织构。

底层14由诸如AlRu的二元合金(优选地，B2结构化的二元合金)制成。所使用的二元合金促进了晶格匹配以及后续层的结晶取向。例如，RuAl、CoTi等对于获得与Cr的(002)生长和磁层的后续(1120)织构的良好晶格匹配是有用的。底层可以由诸如RuAl、NiAl、CoAl、FeAl、FeTi、CoHf、CoZr、NiTi、CuBe、CuZn、AlMn、AlRe、AgMg、MnRh、IrAl和OsAl的B2结构化材料制成，这些材料的多种元素中的一种元素的含量范围为大约40％到60％。通常，对于上述二元合金产生B2结构的含量范围为大约50％。但是在类似VAl的一些情况下，需要高百分比(例如，大约75％的量级)的Al来获得类似B2结构的结构。

可以通过从其组成物主要由一种类型的二元合金材料构成的两个或多个独立金属靶进行溅射来淀积形成B2结构的底层材料。例如，将底层14淀积为大约5nm到60nm的厚度。

在淀积底层14之前淀积用作为缓冲层的晶种层13，并且晶种层13由构成底层14的二元合金的多种元素中的一种元素制成。例如，将Al或Ru晶种层13用于AlRu底层，而将Fe或Ti晶种层13用于FeTi底层14。此外，晶种层13可以主要由构成二元合金的多种元素中的一种元素的金属氮化物或金属氧化物制成，该二元合金构成底层14。换言之，可以将Al-N或Al-O晶种层13用于AlRu底层14，而可以将Ti-O或Ti-N晶种层13用于FeTi底层14。金属氮化物或金属氧化物晶种层13促进了底层14的优异结晶取向，并提供Cr基后续层的优异(002)生长以及磁层17的非常好的(1120)织构。

例如，将晶种层13淀积为大约0.5nm到50nm的厚度。理想地，晶种层13和底层14的总厚度为大约30nm到60nm。可以仅在两个工作室中进行淀积来获得总厚度的该理想范围，并且该厚度范围减少了在淀积后续层的过程中玻璃基板温度的下降。可以在大约100℃到230℃的适当温度范围内，使用大约5毫托到50毫托的压力，在存在或不存在基板偏压的情况下对晶种层13进行处理。可以将基板偏压施加给由诸如Al的材料制成的金属基板，但是，当使用玻璃基板时要求有由诸如Cr的材料制成的预晶种层以用于施加偏压。

例如，保护层18由厚度为大约1nm到5nm的C制成。此外，有机润滑剂层19的厚度为大约1nm到3nm。可以通过CVD淀积的C保护层18是坚硬的，并且不仅保护磁记录介质不受空气劣化的影响，而且防止其与磁头物理接触。润滑剂层19减小了磁头与磁记录介质之间的摩擦。

图5是表示根据本发明的磁记录介质的第二实施例的重要部分的剖面图。在图5中，与图4中的对应部分相同的部分由相同的标号来表示，并省略对其的描述。

在图5中，采用了使用N或O进行反应溅射而得到的晶种层13。该晶种层13显著地提高了上述第一实施例的IPO。

图6是表示根据本发明的磁记录介质的第三实施例的重要部分的剖面图。在图6中，与图4中的对应部分相同的部分由相同的标号来表示，并省略对其的描述。

在图6中，多个磁层17-a和17-b通过Ru间隔层20反铁磁地耦合，以形成所谓的合成亚铁磁介质(SFM)。此外，在磁层结构(17-a，17-b)与底层14之间设置晶格匹配层15，用于与磁层结构(17-a，17-b)进行晶格匹配并防止从底层14到磁层结构(17-a，17-b)中的扩散。可以在磁层结构(17-a，17-b)与底层14之间插入hcp中间层16。hcp中间层16还用作为bcc底层14与hcp磁层结构(17-a，17-b)之间的缓冲区。

晶格匹配层15可以由Cr-M层制成，并且将其淀积为大约1nm到10nm的厚度，其中M为选自包括Mo、Ti、V和W的组的材料，其原子比大于或等于10％。另选地，晶格匹配层14可以主要由Ru制成，其厚度大约为1nm到3nm。但是，由于Ru晶格匹配层15的晶格参数大于磁层17-a和17-b的Co合金或CoCr合金的晶格参数，所以Ru晶格匹配层15不能太厚。

hcp中间层16由被淀积为大约1nm到5nm厚度的微磁性或非磁性hcp结构的CoCr合金制成。hcp结构的CoCr合金包括CoCrPtB、CoCrPt、CoCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtTaB等。当在bcc Cr合金膜上直接生长hcp磁性CoCr合金时，由于晶格不匹配和/或来自晶种层13的元素的扩散，使得与bcc底层14接触的磁层17-a的一部分受到不利影响，在这种情况下，磁层17-a的磁各向异性以及磁层结构(17-a，17-b)的总磁化强度降低。hcp非磁性中间层16的使用防止了在磁层结构(17-a，17-b)上出现这种不良影响。结果，提高了磁层结构的磁各向异性和矫顽力。此外，由于中间层16用于逐步匹配晶格参数，所以改善了磁层结构的面内取向，并且实现了磁层结构的全磁化，即，使所谓的“失效层(deadlayer)”最小。此外，还将在磁层结构的界面处的较小晶粒的形成降到最低。

SFM结构可以由至少两个反铁磁耦合的CoCr合金磁层构成，其中磁层的c轴与其薄膜平面基本平行，以使得比率h≤0.15，其中h＝Hc⊥/Hc，Hc⊥表示垂直矫顽力，而Hc表示沿着薄膜平面的矫顽力。SFM具有提高的热稳定性，但是需要由上述晶种层13和底层14的组合所提供的优异的面内取向。

因此，上述实施例提供了一种用于由B2结构的合金或二元合金产生(001)织构的方案。为了由B2结构的材料获得(001)织构，实质上基板11上的第一淀积晶种层13需要由构成底层14的二元合金的多种元素中的一种元素制成。利用该事实来限定非常薄并且优选的单层金属膜作为晶种层13。

诸如AlRu的底层材料的淀积条件对于形成所需的织构至关重要，尤其在使用其中以不同功率比共同溅射多个纯金属靶的多阴极系统进行淀积以获得所需的织构时。描述适当织构的最重要的淀积条件是基板温度、薄膜厚度、溅射压力和基板偏压。下面将针对不同的淀积条件说明AlRu生长特性。

图7到9表示对于AlRu底层14在不同溅射条件下所淀积的AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的XRD谱。各个AlRu/CrMo/CoCrPtB结构由AlRu底层14、CrMo晶格匹配层15和CoCrPtB中间层16构成。AlRu底层14是通过从两个不同的Al和Ru纯金属靶进行共同溅射而形成的。通过改变施加在两个靶之间的功率比可以容易地获得Al₅₀Ru₅₀合成物。在图7到9中，纵坐标表示任意单位(A.U.)的强度，横坐标表示2θ(角度)。

图7表示对于不同的AlRu厚度从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱。换言之，图7表示具有从3nm到100nm范围的不同RuAl层厚度的AlRu样本的XRD谱。曲线101、102、103分别与3nm、20nm和100nm的AlRu层厚度相对应。从XRD谱可以清楚地知道，主峰出现在大约43°的2è附近。该峰与AlRu(110)相对应，该AlRu(110)对于后续Cr和磁记录层17并不是理想的织构。受到关注的织构是AlRu(002)，该织构在大约30°的2è周围具有XRD峰，该峰将给出Cr(002)和Co(1120)织构。在这种情况下，对于所有的厚度范围，AlRu(110)织构都是主要的织构。在这种情况下，基板温度保持在150℃，并且使用5毫托Ar压力来进行溅射。

图8表示对于不同的基板温度从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱。换言之，图8表示基板温度对AlRu层生长的影响。曲线201、202、203和204分别与基板温度230℃、200℃、150℃和0℃相对应。在这种情况下，用于溅射的Ar压力保持在5毫托，并且AlRu层厚度保持为常量20nm。基板温度从0℃变化到230℃。从图8可以再次清楚地看到，AlRu(110)织构是主要的织构，并且明显不存在AlRu(002)织构。

另一个重要的溅射参数是用于溅射的Ar压力。在图9中示出了Ar压力变化以及对应的织构生长。图9表示对于不同的溅射Ar压力从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱。曲线301、302和303分别与5毫托的Ar压力、20毫托的Ar压力和50毫托的Ar压力相对应。在这种情况下，也明显不存在所需的AlRu(002)织构。

接下来，参照图10和11说明基板偏压对AlRu生长的影响。图10表示通过施加-150V的基板偏压从Al和Ru靶共同溅射的AlRu样本的XRD谱。在图10中，纵坐标表示任意单位(A.U.)的强度，横坐标表示2θ(角度)。图11表示对于AlRu/CrMo/CoCrPtB结构所获得的垂直克尔回路，其中AlRu底层14的厚度为100nm，CrMo晶格匹配层15的厚度为5nm，而CoCrPtB中间层16的厚度为18nm。在图11中，纵坐标表示克尔旋转(Kerr rotation)(角度)，横坐标表示所施加的场(kOe)。

为了施加基板偏压，必须在淀积AlRu层之前淀积Cr/NiP薄层。在这种情况下，两个层的生长特性略有不同，但这却暗示了是什么导致了没有生长AlRu(002)。基板温度为150℃并且施加-150V的基板偏压。在这种情况下，观察到占优势的AlRu(001)生长，以及相对少很多的AlRu(110)织构。因此，在所有溅射条件中，只有具有低溅射功率的施加了基板偏压的样本产生了具有厚度大于50nm的相对大的RuAl底层的RuAl(001)晶相。与在其它淀积条件的情况下相同，具有较高溅射功率的基板偏压主要产生RuAl(110)晶相。可能的机制与诸如Cr的其中(002)面与基板11表面平行的任意bcc材料的机制正好相反。在RuAl底层14的情况下，主要是(110)面平行于基板11的表面生长，因此很容易形成该RuAl(110)晶相。但是当施加偏压场时，轰击粒子(Ar+离子)的动能也增加。因此，有助于主要形成一种元素，在本示例中为Al或Ru。Al的散射概率大于Ru。由于Ru的原子半径小于Al的原子半径，所以通过施加偏压，很可能最初将Ru粘附到基板11上。在图12和13中示意性的表示了这种情况。

图12是表示基板偏压效应和AlRu初始薄膜生长的简图。在图12中，标号501和502分别表示Ru靶和Al靶。此外，图13是用于说明基板偏压效应和AlRu初始薄膜生长的简图。在图13中，左边的部分表示基板11上的(001)和(110)生长，右边的部分表示使用基板偏压溅射在基板11上的Al和Ru。

根据在此以前的说明可以理解，在淀积二元合金层(底层14)之前添加金属薄层(晶种层13)是很重要的。如从图14中清楚看到的那样，这使得其表面主要由一种元素制成的(001)织构能够生长。

图14是表示AlRu的(001)织构的简图，其中在同一平面内只存在一种元素。换言之，图14表示AlRu单元结构的织构。应该注意，在(001)织构的情况下，一个表面始终含有同一元素，即，Ru或Al。通过在淀积AlRu底层14之前预淀积纯Al或Ru晶种层13来形成该生长。在淀积二元合金之前，可以将该预淀积应用于任何二元合金(优选地，B2结构的二元合金)，其中晶种层由主要包含该纯元素之一的薄层构成。在形成AlRu层方面将该方法作为示例进行了尝试。

图15表示玻璃/Al/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的XRD谱，其中主要存在AlRu的(001)织构。换言之，图15表示对于各种Al厚度从玻璃/Al/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构获取的XRD图案。各个玻璃/Al/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构由玻璃基板11、Al晶种层13、AlRu底层14、CrMo晶格匹配层15和CoCrPtB中间层16构成。曲线401、402和403分别对应于：Al晶种层13的厚度为3nm、AlRu底层14的厚度为30nm的情况；Al晶种层13的厚度为1nm、AlRu底层14的厚度为30nm的情况；以及Al晶种层13的厚度为3nm、AlRu底层14的厚度为100nm的情况。很明显，通过引入非常薄的Al晶种层13，容易形成AlRu(001)织构。

类似地，由图16可见，通过在共同溅射AlRu之前引入非常薄的Ru晶种层13可以容易地形成AlRu(001)织构。图16表示玻璃/Ru/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的XRD谱，其中AlRu具有主要的(001)织构。换句话说，图16表示对于各种Ru厚度从玻璃/Ru/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构获取的XRD图案。各个玻璃/Ru/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构由玻璃基板11、Ru晶种层13、AlRu底层14、CrMo晶格匹配层15和CoCrPtB中间层16构成。曲线601、602和603分别对应于：Ru晶种层13的厚度为1nm、AlRu底层14的厚度为30nm的情况；Ru晶种层13的厚度为3nm、AlRu底层14的厚度为30nm的情况；以及Ru晶种层13的厚度为3nm、AlRu底层14的厚度为100nm的情况。

比较图15和16所示的两种情况，可以看出，与Ru晶种层13相比，Al晶种层13具有更好的AlRu(001)织构。但是在两种情况下，如所期望地，对于淀积在晶种层13顶部上的AlRu底层14出现了强AlRu(001)织构。

图17表示Al(或Ru)/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的垂直矫顽力值。换言之，图17表示使用克尔测量所测得的Al(或Ru)/AlRu/CrMo/CoCrPtB结构的垂直矫顽力值。在图17中，纵坐标表示垂直矫顽力(Oe)，横坐标表示Al(或Ru)晶种层13的厚度(nm)。此外，符号○表示Al/AlRu晶种层和底层的组合的矫顽力，符号●表示Ru/RuAl晶种层和底层的组合的矫顽力。晶种层13的小厚度趋向于提供较低的垂直矫顽力值，这很有用。通常，大约100℃到230℃的适当的基板温度范围可以提供良好的结晶织构和良好的层粘合性。然而，对于不同的二元合金系统和不同的织构要求，可以适当地调整基板温度以获得相同的效果。通常，可以使用5毫托到50毫托的宽溅射气压范围，同时施加/不施加基板偏压。这些是通常用于制造磁记录介质的溅射条件。可以将基板偏压施加给由Al等制成的金属基板，然而，如果使用玻璃基板，则由诸如Cr的材料制成的金属预晶种层对于施加偏压很重要。

虽然可以将上述的特定生长应用于磁记录介质，但是也可将其应用于需要从二元合金生长(001)的其它应用领域，例如半导体器件和激光器件。例如，在现有材料中非常普遍地使用GaAs(100)织构以在半导体器件中获得特定取向(或织构)。通常，在这些情况下单晶基板是优选的。然而，在溅射中，通过首先淀积Ga然后同时淀积GaAs以形成(001)织构，可以容易地生长这种织构。

除了该特定(001)生长之外，还可以使用本发明形成其它类型的织构，即，在淀积二元合金或主要包括两种物质(species)的三元合金之前主要采用单原子物质。能够形成的一些织构可以是NiAl或FeAl或类似材料的(112)织构。也可以使Co合金磁层具有垂直各向异性以应用于垂直磁记录。在这种情况下，可以由薄单原子物质层和二元(或三元)合金层的组合来形成磁层的Co(0002)织构。

此外，虽然上述实施例使用了刚性玻璃基板，但是本发明同样可以地应用于其它类型的基板，例如可以是柔性或刚性的金属、聚合物、塑料和陶瓷基板，并且仍不脱离本发明的主旨。

在磁盘的情况下，发现在涂有NiP的基板的顶部所采用的机械圆周织构化(平行于磁道的织构化)与不采用这种织构化相比，在信噪(S/N)比和热衰减(thermal decay)方面具有更优越的性能。此外，由于在磁盘的情况下，具有(1120)织构的Co晶粒的c轴(<0001>)主要沿着圆周方向取向，所以该织构化对于磁记录是另一优点，因为在工作过程中磁头场也是沿圆周方向施加的。过去曾经发现，应用在涂有NiP的基板上的机械织构化不仅使磁层结晶整齐，并且使Cr合金底层结晶整齐。在使用或不使用机械织构化的情况下，底层都能生长有(002)织构。然而，对于使用织构化的情况，在磁盘的情况下Cr<110>方向也优选地朝圆周方向对齐。因此，由于基板的机械织构化或者由于诸如NiP的晶种层或根据本发明的晶种层的机械圆周织构化，使得本发明的磁记录介质也表现出优越的底层和磁层取向。

接下来，将参照图18和19说明根据本发明的磁存储装置的实施例。图18是表示磁存储装置的本实施例的重要部分的剖面图，图19是表示磁存储装置的本实施例的平面图。

如图18和19所示，磁存储装置通常包括电机114、轴心115、多个磁记录介质116、多个记录和再生磁头117、多个悬置装置(suspension)118、多个臂119、以及设置在外壳113内的执行器单元120。磁记录介质116安装在通过电机114使其转动的轴心115上。记录和再生磁头117由诸如MR或GMR磁头的再生磁头以及诸如感应磁头的记录磁头构成。各个记录和再生磁头117通过悬置装置118安装在对应的臂119的末端。通过执行器单元120使臂119移动。该磁存储装置的基本构造是公知的，并且在本说明书中省略对其的详细说明。

磁存储装置的本实施例的特征在于磁记录介质116。各个磁记录介质116具有上述结合图4到图17所述的任一实施例的结构。磁记录介质116的数量不限于三个，可以仅设置两个、四个或者更多个磁记录介质116。

磁存储装置的基本结构不限于图18和19所示的结构，此外，本发明中所使用的磁记录介质不限于磁盘，该磁记录介质可以采用磁带、磁卡等的形式。

因此，根据本发明，可以通过提供晶种层来减小底层和磁记录层的晶粒大小，并促进磁记录层的期望取向。结果，即使在使用多阴极系统形成底层时，也可以实现性能提高的磁记录介质。当然，当使用单阴极系统来形成底层时，通过提供晶种层，同样也可以减小底层和磁记录层的晶粒大小以促进磁记录层的期望取向。

此外，本发明不限于这些实施例，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化和修改。

Claims

1.一种磁记录介质，其包括：

基板；

磁记录层，由Co合金或CoCr合金制成；

晶种层，设置在所述基板和所述磁记录层之间；以及

底层，由具有B2结构的二元合金材料制成，并设置在所述晶种层和所述磁记录层之间，

所述晶种层由下述材料制成，该材料主要包括构成所述底层的二元合金材料的多种元素中的一种元素。

2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁记录层由单个磁层或合成亚铁磁结构构成，所述合成亚铁磁结构由至少两个反铁磁耦合的CoCr合金磁层构成，其中CoCr合金磁层的c轴与其薄膜平面基本平行，以使得比率h≤0.15，其中h＝Hc⊥/Hc，Hc⊥表示垂直矫顽力，而Hc表示沿所述薄膜平面的矫顽力。

3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，其中所述底层由从包括RuAl、NiAl、CoAl、FeAl、FeTi、CoHf、CoZr、NiTi、CuBe、CuZn、AlMn、AlRe、AgMg、MnRh、IrAl和OsAl的组中选择的B2结构的二元合金材料制成，构成所述二元合金材料的多种元素中的一种元素的含量范围为大约40％到60％。

4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的磁记录介质，其中如果所述底层由AlRu制成，则所述晶种层主要由Al或Ru制成，而如果所述底层由FeTi制成，则所述晶种层主要由Fe或Ti制成。

5.根据权利要求1到3中的任意一项所述的磁记录介质，其中所述晶种层主要由构成所述二元合金的多种元素中的一种元素的金属氮化物或金属氧化物制成，所述二元合金构成所述底层。

6.根据权利要求1到5中的任意一项所述的磁记录介质，其中所述底层的厚度为大约5nm到60nm。

7.根据权利要求1到6中的任意一项所述的磁记录介质，其中所述晶种层的厚度为大约0.5nm到50nm。

8.根据权利要求1到7中的任意一项所述的磁记录介质，其中所述晶种层和所述底层的总厚度在大约30nm到60nm的范围内。

9.根据权利要求1到8中的任意一项所述的磁记录介质，其中对所述基板进行机械织构化。

10.根据权利要求1到9中的任意一项所述的磁记录介质，还包括：

厚度为大约1nm到10nm的Cr-M晶格匹配层，其直接形成在所述底层上，并设置在所述底层和所述磁记录层之间，其中M为从包括Mo、Ti、V和W的组中选择的材料，其原子比大于或等于10％。

11.根据权利要求10所述的磁记录介质，还包括：

由微磁性或非磁性hcp结构的CoCr合金制成的中间层，其厚度为大约1nm到5nm，并设置在所述Cr-M晶格匹配层和所述磁记录层之间。

12.根据权利要求1到9中的任意一项所述的磁记录介质，还包括：

由微磁性或非磁性hcp结构的CoCr合金制成的中间层，其厚度为大约1nm到5nm，并设置在所述底层和所述磁记录层之间。

13.根据权利要求1到9中的任意一项所述的磁记录介质，还包括：

主要由Ru制成的晶格匹配层，其厚度为大约1nm到3nm，并与所述磁记录层直接接触，并且设置在所述底层和所述磁记录层之间。

14.一种磁存储装置，其包括：

至少一个磁记录介质，该磁记录介质包括基板、由Co合金或CoCr合金制成的磁记录层、设置在所述基板和所述磁记录层之间的晶种层、以及由具有B2结构的二元合金材料制成并设置在所述晶种层和所述磁记录层之间的底层，所述晶种层由下述材料制成，该材料主要包括构成所述底层的二元合金材料的多种元素中的一种元素；以及

磁头，其在所述磁记录介质上写入信息和/或从所述磁记录介质再生信息。

15.根据权利要求14所述的磁存储装置，其中所述磁记录介质的底层由从包括RuAl、NiAl、CoAl、FeAl、FeTi、CoHf、CoZr、NiTi、CuBe、CuZn、AlMn、AlRe、AgMg、MnRh、IrAl和OsAl的组中选择的B2结构的二元合金材料制成，构成所述二元合金材料的多种元素中的一种元素的含量范围为大约40％到60％。

16.根据权利要求14或15所述的磁存储装置，其中如果所述底层由AlRu制成，则所述磁记录介质的所述晶种层主要由Al或Ru制成，而如果所述底层由FeTi制成，则所述晶种层主要由Fe或Ti制成。

17.根据权利要求14到16中的任意一项所述的磁存储装置，其中所述磁记录介质的所述晶种层主要由构成所述二元合金的多种元素中的一种元素的金属氮化物或金属氧化物制成，所述二元合金构成所述底层。

18.根据权利要求14到17中的任意一项所述的磁存储装置，其中所述磁记录介质为磁盘。