專利名稱：垂直磁記錄介質的制作方法
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及用于硬盤驅動器(HDDs)的磁記錄介質，和特別是，涉及具有改善的記錄信息的熱穩(wěn)定性和高的信噪(SNR)比的垂直磁記錄介質。
2.現有技術的描述在應用于硬盤驅動器(HDDs)-計算機的一種主要的外部數據存儲設備-的縱向磁記錄(LMR)中，在磁盤中的數據記錄區(qū)域的尺寸隨著微結構的增加已經被減小，該微結構是高-密度數據記錄所必需的。然而，這種在尺寸上的減小使得數據記錄區(qū)域對從數據記錄區(qū)域中去除變得敏感，這是由于在HDD運轉時產生熱能比靜磁能占有絕對的優(yōu)勢。這被稱之為非常順磁效應。為了克服非常順磁效應，在HDD應用中，LMR技術已經被垂直磁記錄(PMR)技術替代。與LMR技術相比，PMR技術使用更高的靜電能和更低的退磁能，因此它在高-密度數據記錄中是有優(yōu)勢的。結合發(fā)展的高敏感讀頭的制造，高-密度PMR技術也能夠檢測微數據區(qū)域。
單-層PMR介質的示意結構顯示在

圖1中。單-層PMR介質包括一底層12，用于促進成形在底層12之上的垂直磁記錄層13的垂直定向，一垂直磁記錄層13，該層具有保持數據記錄區(qū)域的垂直定向的垂直磁各向異性能，一保護層14，用于保護垂直磁記錄層13免受外部的沖擊，和一潤滑層15，其置于玻璃或鋁合金基材11之上。
由于底層12，垂直磁記錄層13具有的垂直磁各向異性能具有一垂直定向于垂直磁記錄層13平面的磁任意軸。
垂直磁記錄層和垂直定向促進底層的特性對垂直磁記錄設備中的記錄密度影響很大。
在傳統(tǒng)的PMR介質中，如圖1A所示，一置于PMR層之下的用于促進PMR層垂直磁定向的底層是由鈦(Ti)制成的，和PMR層是由Co合金制成的。在此情況下，Ti底層和Co-合金PMR層之間晶格常數的不匹配高達18％。當晶格常數不匹配變得更大時，在Co-合金PMR層的晶體生長中，一垂直磁退化層16，一具有較差磁特性的緩沖層，就會成形在Ti底層之上，如圖1B所示。垂直磁退化層16減小了結晶PMR層的厚度。結果是，PMR層的磁特性將會降低并具有低的信噪(SNR)比。
當被沉積時，一特別是用于垂直定向促進層的Ti層顯示出差的垂直定向特性，因為Δθ50的值大，該值指示的是晶體生長偏離垂直軸的角度。對PMR層而言，在底層中這種差的垂直定向度影響正在生長的晶體的垂直定向和因此增加PMR層的Δθ50。
上面所描述的一PMR層的晶粒尺寸的增加以及垂直定向的降低，會降低PMR層的SNR，因此限制了高-密度記錄。
發(fā)明概述為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種垂直磁記錄(PMR)介質，該介質能夠降低在垂直定向促進底層和PMR層之間的晶格常數不匹配和能夠提高垂直定向促進底層的垂直定向特性。
為達到本發(fā)明的目的，提供一種垂直磁記錄介質，其中一具有15nm或更大厚度的垂直磁增強層被沉積在基材和垂直磁記錄層之間。
優(yōu)選的是垂直磁記錄介質進一步包括一在基材和用于促進垂直磁記錄層垂直定向的垂直磁增強層之間的垂直定向促進底層。優(yōu)選的是垂直磁增強層是由選自由Pt，Au，Pd和這些材料的合金組成的組中的至少一種材料制成的。優(yōu)選的是垂直定向促進底層是由Ti或Ti合金制成并且具有小于10nm的厚度。優(yōu)選的是垂直磁記錄層是由CoCr合金制成。優(yōu)選的是垂直磁記錄層進一步包括至少一種材料，該材料選自由B，Pt，Ta，V，Nb，Zr，Y和Mo組成的組。
根據本發(fā)明的PMR介質對單-層結構，雙-層結構或偽雙-層結構來說具有好的記錄效果，該雙-層結構包括一在垂直定向促進底層和基材之間的軟磁層，該偽雙-層結構包括一在垂直定向促進底層和垂直磁記錄層之間的軟磁層。根據本發(fā)明，垂直磁記錄層可以由多層也可以由單層制成。
附圖簡述通過詳細描述優(yōu)選實施例及其附圖，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將會變得更加清晰。其中圖1A是一剖視圖，顯示的是單-層垂直磁記錄(PMR)盤的結構，和圖1B是由于在垂直定向促進底層與垂直磁記錄層之間的晶格常數不匹配造成的垂直磁退化層的示意結構；圖2A顯示的是根據本發(fā)明的PMR介質的優(yōu)選實施例的示意結構，其在垂直定向促進底層和PMR層之間具有一垂直磁增強層。
圖2B顯示的是根據本發(fā)明的PMR介質的另一個優(yōu)選實施例的示意結構，其中垂直磁增強層被直接沉積在沒有垂直定向促進底層的基材上；圖3是對用于PMR層，垂直定向促進底層，和垂直磁增強層的材料的包括晶格結構和常數的結晶特性的比較；圖4顯示的是實施例1和比較例1到3制造的PMR盤的磁特性；圖5顯示的是實施例1和比較例1和2制造的PMR盤的磁特性；圖6顯示的是實施例1和比較例2和3制造的PMR盤的垂直定向特性；圖7顯示的是實施例1和2和比較例4制造的PMR盤的X-射線衍射頻譜。
本發(fā)明的詳細描述根據本發(fā)明的垂直磁記錄(PMR)介質的優(yōu)選實施例的示意結構被顯示在圖2A和2B中。在圖2A中，一根據本發(fā)明的PMR介質的優(yōu)選實施例包括一在垂直定向促進底層22和PMR層23之間的用于減少垂直磁增強層26和PMR層22之間的晶格常數不匹配的并用于提高垂直磁定向特性(Δθ50)的垂直磁增強層26。結果，PMR介質具有提高的SNR和高-密度記錄特性。
在顯示在圖2B中的另一個根據本發(fā)明的PMR介質的優(yōu)選實施例中，一垂直磁增強層26被直接沉積在沒有垂直定向促進底層的基材上，和一PMR層23，一保護層24，和一潤滑層25被順序地沉積在垂直磁增強層26上。在顯示在圖2中的PMR介質中，在PMR層23中的垂直磁退化層的產生被抑制從而減少了其中的晶格常數的不匹配和因此提高了PMR層23的垂直定向特性(Δθ50)。結果，對PMR介質來說提高了SNR和高-密度記錄特性。
垂直磁增強層26是由具有好的垂直定向特性的金屬制成，和優(yōu)選的是，Pt，Au，Pd或這些材料的合金并且其厚度是15nm或更大。發(fā)明人經過試驗發(fā)現具有15nm或更大厚度的垂直磁增強層能夠保證穩(wěn)定的覆蓋層和底層的沉積。對垂直磁增強層來說其厚度的上限不是特別的重要和因此垂直磁增強層能夠被成型為任意厚度只要在通常PMR介質預定的范圍內。
下面將詳細描述通過由Pt制成的垂直磁增強層降低在底層和PMR層之間的晶格常數的不匹配及增強垂直定向特性的原理。
圖3是對典型的用于垂直定向促進底層的Ti層，用于PMR層的CoCr層，和用于垂直磁增強層的Pt層的包括晶格結構和常數的結晶特性的比較。
根據本發(fā)明，垂直定向促進底層可以由Ti或Ti合金制成并且具有小于10nm的厚度。如果垂直定向促進底層的厚度不小于10nm，在生長結晶中將會出現晶粒尺寸增加的問題，這將會降低SNR。
參見圖3，Ti底層以一(0001)定向的面和5.9埃的原子間隔被沉積在平面2上。CoCr PMR層以一(0001)定向的面和5.01埃的原子間隔被沉積在平面2上。在這兩層之間的晶格常數的不匹配總計大約是18％。在層之間的晶格常數如此大的不同導致了一中間垂直磁退化層，因此降低了磁記錄特性。
在本發(fā)明中，為避免這種磁記錄特性的退化，一具有適當厚度的層被沉積在Ti底層和CoCr PMR層之間以抑制上述的中間退化層的產生，該層使用的材料是如Pt，Au，Pd或這些材料的合金且具有原子間隔范圍在Ti的原子間隔和CoCr的原子間隔之間。Pt，Au，Pd和這些材料的合金也具有好的垂直定向特性和因此它們能夠提高PMR層的垂直定向特性(更低的Δθ50)。
通過下述實施例將更加詳細地描述本發(fā)明。下述實施例是用于說明目的的和不能理解為對本發(fā)明范圍的限制。
<實施例1>
一Ti底層被沉積在具有0.635mm厚度的玻璃基材上至9.5nm厚，和一Pt垂直磁增強層被沉積在其上至30nm厚。一CoCr合金垂直磁記錄(PMR)層被成型在Pt垂直磁增強層上至40nm厚。然后，一作為保護層的碳-基層被成型在CoCr合金PMR層上至10nm厚，和用Z-DOL(0.04％，可由Ausimont Co.獲得)在其上成型2nm厚的潤滑層，因此獲得一單-層PMR盤。
<實施例2>
除了Pt垂直磁增強層被沉積至50nm厚之外，以與實施例1相同的方式制造一單-層PMR盤。
<實施例3>
除了一50nm厚的Pt垂直磁增強層被直接沉積在沒有Ti底層沉積的玻璃基材上之外，以與實施例2相同的方式制造一單-層PMR盤。
<實施例4>
除了一NiFe合金軟磁層被成型在玻璃基材上至400nm厚和Pt垂直磁增強層被沉積在其上至15nm厚之外，以與實施例1類似的方式制造一雙-層PMR盤。
<實施例5>
除了一NiFe合金軟磁層被成型在玻璃基材上至400nm厚，接著沉積一5nm厚的Ti底層和然后沉積一10nm厚的Pt垂直磁增強層之外，以與實施例1類似的方式制造一雙-層PMR盤。
<實施例6>
除了一NiFe合金軟磁層被成型在0.635mm厚的玻璃基材上至9.5nm厚，接著沉積一40nm厚的Ti底層和沉積一20nm厚的Pt垂直磁增強層之外，以與實施例1類似的方式制造一偽雙-層PMR盤。
<實施例7>
除了一NiFe合金軟磁層被成型在0.635mm厚的玻璃基材上至10nm厚，接著沉積一10nm厚的Pt垂直磁增強層之外，以與實施例1類似的方式制造一偽雙-層PMR盤。
<實施例8>
一9.5nm厚的Ti底層，一30nm厚的Pt垂直磁增強層和一10nm厚的NiFe合金軟磁層被順序地成型在0.635mm厚的玻璃基材上。然后，一10nm厚的Pt垂直磁增強層被沉積在其上，接著沉積50nm厚的CoCr合金PMR層。一作為保護層的碳-基層被成型在CoCr合金PMR層上至10nm厚，和用Z-DOL(0.04％，可由Ausimont Co.獲得)在其上成型2nm厚的潤滑層，因此獲得一偽雙-層PMR盤。
<實施例9>
一30nm厚的Pt垂直磁增強層，一10nm厚的NiFe合金軟磁層，和一9.5nm厚的Ti底層被順序地成型在0.635mm厚的玻璃基材上。然后，一20nm厚的Pt垂直磁增強層被沉積在其上，接著沉積50nm厚的CoCr合金PMR層。一作為保護層的碳-基層被成型在CoCr合金PMR層上至10nm厚，和用Z-DOL(0.04％，可由Ausimont Co.獲得)在其上成型2nm厚的潤滑層，因此獲得一偽雙-層PMR盤。
<實施例10>
除了沉積50nm厚的Pt垂直磁增強層，接著沉積10nm厚的NiFe合金軟磁層之外，以與實施例1類似的方式制造一偽雙-層PMR盤。
<實施例11>
除了一9.5nm厚的Ti底層，一40nm厚的Pt垂直磁增強層，一10nm厚的NiFe合金軟磁層和一CoCr合金PMR層被順序地沉積之外，以與實施例10類似的方式制造一偽雙-層PMR盤。
<比較例1>
一40nm厚的CoCr合金PMR層被直接沉積在0.635mm厚的玻璃基材上。接著，一作為保護層的碳-基層被成型在CoCr合金PMR層上至10nm厚，和用Z-DOL(0.04％，可由Ausimont Co.獲得)在其上成型2nm厚的潤滑層，因此獲得一傳統(tǒng)的單-層PMR盤。
<比較例2>
一50nm厚的Ti底層被沉積在0.635mm厚的玻璃基材上，接著沉積一40nm厚的CoCr合金PMR層。然后，一作為保護層的碳-基層被成型在CoCr合金PMR層上至10nm厚，和用Z-DOL(0.04％，可由Ausimont Co.獲得)在其上成型2nm厚的潤滑層，因此獲得一傳統(tǒng)的單-層PMR盤。
<比較例3>
除了使用Pt替代Ti將一40nm厚的底層沉積在0.635mm厚的玻璃基材上之外，以與比較例1相同的方式制造一單-層PMR盤。
<比較例4>
除了將Pt垂直磁增強層的厚度減少到10nm之外，以與例1相同的方式制造一單-層PMR盤。
測定在上述實例中制造的PMR盤的磁特性。結果顯示在圖4中。在圖4中，對使用振動試樣磁強計(VSM)測得的PMR層的總矯頑力Hc與使用克爾(Kerr)磁強計測得的PMR層表面矯頑力Hck之比進行比較。Hc/Hck的高值表明矯頑力均勻地貫穿PMR層。Hc/Hck的低值表明矯頑力降低，是由例如中間磁退化層的產生造成的。鑒于此，從圖4中可以發(fā)現，在實施例1中制造的PMR盤的中間磁退化層的產生被有效地抑制。
在圖4中，Hc(L)/Hc(P)是PMR層的縱向矯頑力與垂直矯頑力之比。較低的Hc(L)/Hc(P)之比表明PMR層具有高的有序的晶體定向和好的磁記錄特性。如圖4所示，根據本發(fā)明的在Ti底層之上的具有Pt垂直磁增強層的PMR盤(實施例1)顯示出最好的磁特性。
圖5比較地顯示了在實施例1和比較例1和2中制造的PMR盤的如垂直磁各向異性能Ku，各向異性場Hk，和飽和磁化Ms的磁特性。從圖5中可知，在實施例1中制造的PMR盤具有高的Ku，Hk和Ms，從而堅信具有好的垂直磁特性的PMR介質能夠通過在垂直定向促進底層和PMR層之間沉積具有合適厚度的Pt層來制成。
圖6是Δθ50的圖表比較地顯示了實施例1和比較例2和3制造的PMR盤的垂直定向特性。Δθ50指的是晶體生長與垂直軸的偏離角度。小的Δθ50導致更好的垂直晶體定向。與比較例2和3制造的PMR盤相比，實施例1制造的PMR盤具有非常小的Δθ50值。
對實施例1和2制造的PMR盤和比較例4制造的PMR盤的X-射線衍射頻譜，其中Pt垂直磁增強層具有不同的厚度，被顯示在圖7中。對具有10nm厚度的Pt垂直磁增強層的比較例4的PMR盤來說，觀察到一弱的Pt(111)衍射峰值。與具有更厚于比較例4的Pt垂直磁增強層的實施例1和2的PMR盤相比，比較例4制造的PMR盤也具有相對較弱的Co(002)衍射峰值。這種結果被認為是與差的其它層的沉積有關，其它層的沉積受到這種薄的Pt垂直磁增強層的構成的影響。
如上所述，根據本發(fā)明的PMR介質包括一在PMR層和成型在基材之上的垂直定向促進底層之間的具有合適厚度的Pt，Au，或Pd垂直磁增強層。結果是，由于在PMR層和垂直定向促進底層之間的晶格不匹配而導致的中間層的產生會被有效地抑制，同時由于Pt，Au和Pd所固有的結晶生長特性而提高垂直定向特性。又，Pt，Au或Pd垂直磁增強層具有密實的結構和因此避免了從基材來的雜質的混入，導致了高-純度的PMR層。由于上述原因，根據本發(fā)明的PMR介質具有提高了磁特性、SNR，和高-密度記錄特性的PMR層。
通過參照其優(yōu)選的實施例，已經特別顯示和描述了本發(fā)明，可以理解的是在不背離如所附的權利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍內，所屬技術領域的技術人員可以進行各種形式和細節(jié)上的變化。
權利要求
1.一種垂直磁記錄介質，其中具有15nm厚度或更大的垂直磁增強層被沉積在基材和垂直磁記錄層之間。
2.根據權利要求1的垂直磁記錄介質，進一步包括一在基材和用于促進垂直磁記錄層垂直定向的垂直磁增強層之間的一垂直定向促進底層。
3.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，其中垂直磁增強層是由至少一種選自由Pt，Au，Pd和這些材料的合金組成的組中的材料制成的。
4.根據權利要求2的垂直磁記錄介質，其中垂直定向促進底層是由Ti或Ti合金制成的并且具有小于10nm的厚度。
5.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，其中垂直磁記錄層是由CoCr合金制成的。
6.根據權利要求5的垂直磁記錄介質，其中垂直磁記錄層進一步包括至少一種選自由B，Pt，Ta，V，Nb，Zr，Y，和Mo組成的組中的材料。
7.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，進一步包括順序地置于垂直磁記錄層之上的保護層和潤滑層。
8.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，其中垂直磁增強層是由Pt制成的并且具有不小于15nm的厚度。
9.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，其中垂直磁記錄介質具有一雙-層結構，該雙-層結構包括一在基材和垂直定向促進底層之間的一軟磁層。
10.根據權利要求1或2的垂直磁記錄介質，其中垂直磁記錄介質具有一偽雙-層結構，該偽雙-層結構包括一在垂直定向促進底層和垂直磁記錄層之間的一軟磁層。
全文摘要
提供一種垂直磁記錄介質,包括一在基材和垂直磁記錄層之間的具有15nm或更大厚度的垂直磁增強層。
文檔編號G11B5/667GK1374641SQ0114576
公開日2002年10月16日 申請日期2001年12月31日 優(yōu)先權日2001年1月4日
發(fā)明者李丙圭 申請人:三星電子株式會社