專利名稱：圖案化磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄介質(zhì)，更具體地講，涉及一種相鄰的》茲記錄層之間 的相互作用減小的圖案化磁記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在使用連續(xù)磁膜作為記錄層的連續(xù)磁記錄介質(zhì)(以下，稱作"連續(xù)介質(zhì)，，) 中，為了提高連續(xù)介質(zhì)的記錄密度，構(gòu)成磁膜的磁顆粒的大小應(yīng)該較小。然 而，當(dāng)磁顆粒的大小小于臨界值時(shí)，發(fā)生超順磁效應(yīng)，因此磁顆粒的熱穩(wěn)定 性降低，從而連續(xù)介質(zhì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能劣化。因此，難以提高連續(xù)介質(zhì)的記 錄密度。
為了克服連續(xù)介質(zhì)的記錄密度的局限，已經(jīng)提出了這樣一種圖案化磁記
錄介質(zhì)(以下，稱作"圖案化介質(zhì)")，在該介質(zhì)中，與比特區(qū)域(bitregion) 對(duì)應(yīng)的磁疇相互分開。第US 2002/0068195Al號(hào)和第US 2002/0154440A1號(hào) 美國(guó)專利申請(qǐng)及第2005-0010338號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)公開中公開了圖案化介質(zhì)。 圖案化介質(zhì)的記錄密度公知的為1000 Gbit/ii^或更大，該記錄密度明顯大于
連續(xù)介質(zhì)的記錄密度。
然而，由于在傳統(tǒng)的圖案化介質(zhì)中相鄰磁疇之間的磁相互作用大，所以 開關(guān)場(chǎng)分布(switching field distribution)增大。以下，將參照?qǐng)DIA和圖IB 詳細(xì)描述上述問題。
圖IA是傳統(tǒng)圖案化介質(zhì)的剖視圖。
參照?qǐng)D1A,傳統(tǒng)圖案化介質(zhì)包括在基底10上的多個(gè)磁記錄層100a至 lOOg (100)。以規(guī)則的間隔設(shè)置》茲記錄層100a至lOOg,并且i茲記錄層100a 至100g由鐵磁材料形成。每個(gè)磁記錄層為柱狀，并且在磁記錄層100a至100g 之間形成非磁邊界層150。
每個(gè)磁記錄層是記錄數(shù)據(jù)的比特區(qū)域。在記錄頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用下， 每個(gè)磁記錄層沿第一方向Dl被磁化，或者沿與第一方向Dl相反的第二方向 D2被磁化。沿第一方向Dl被磁化的磁記錄層和沿第二方向D2被磁化的磁
記錄層可分別對(duì)應(yīng)于比特值0(以下，稱作"0")和比特值1 (以下，稱作"1")。
為了將新數(shù)據(jù)記錄到包含預(yù)先記錄的數(shù)據(jù)的磁記錄層100，磁記錄層100的
磁化方向需要被反向。使磁化方向反向所需的;茲場(chǎng)稱作開關(guān)磁場(chǎng)。
理想狀態(tài)下，記錄"0"的開關(guān)磁場(chǎng)的絕對(duì)值和記錄"1"的開關(guān)磁場(chǎng)的
絕對(duì)值相等，并且開關(guān)場(chǎng)分布應(yīng)該為零。然而，在傳統(tǒng)的圖案化介質(zhì)中，由 于相鄰磁疇之間的；茲相互作用導(dǎo)致開關(guān)場(chǎng)分布大于零。
例如，在;茲記錄層100a至100g均沿第一方向Dl被石茲化的圖1A中，使 磁記錄層100d的磁化方向反向的開關(guān)磁場(chǎng)的絕對(duì)值小于使磁記錄層100d的 磁化方向再次返回至第一方向Dl所需的開關(guān)石茲場(chǎng)的絕對(duì)值。原因在于從位 于磁記錄層100d兩側(cè)的磁記錄層100a至100c和100e至100g產(chǎn)生的磁場(chǎng) Hi影響磁記錄層100d。詳細(xì)地講，當(dāng)磁記錄層100a至100c和100e至100g 具有與磁記錄層100d的磁化方向相同的磁化方向(這里，為第一方向Dl ) 時(shí)，從磁記錄層100a至100c和100e至100g產(chǎn)生并穿過磁記錄層100d的磁 場(chǎng)Hj具有與第一方向Dl相反的第二方向D2。因此，使磁記錄層100d的磁 化方向從第一方向Dl改變?yōu)榈诙较駾2的開關(guān)磁場(chǎng)的絕對(duì)值小于使磁記錄 層100d的磁化方向從第二方向D2改變?yōu)榈谝环较駾l的開關(guān)磁場(chǎng)的絕對(duì)值。
圖1B示出了由施加到磁記錄層100d的磁場(chǎng)H引起的磁滯特性。在圖 1B中，M表示石茲記錄層100d的》茲化強(qiáng)度(magnetization )。
參照?qǐng)DIB,磁記錄層100d的磁滯回線向右偏移了很多。因此，用于記 錄"0"的開關(guān)磁場(chǎng)H1的絕對(duì)值與用于記錄"1"的開關(guān)磁場(chǎng)H2的絕對(duì)值之 差大。
在記錄介質(zhì)的不同區(qū)域，磁記錄層100a至100c和100e至100g的磁化 方向可變化。因此，在記錄介質(zhì)的不同區(qū)域，用于記錄"0"的開關(guān)》茲場(chǎng)Hl 的絕對(duì)值與用于記錄"1"的開關(guān)磁場(chǎng)H2的絕對(duì)值之差也會(huì)變化。
通過(AH/Hmin)x100來計(jì)算開關(guān)場(chǎng)分布(％ ),其中，AH表示I I HI I -I H2 I I ， H曲為I HI I和I H2 I中較小的值。當(dāng)磁記錄層100的磁各 向異性能(magnetic anisotropic energy )為2xl06 erg/cm3 (爾才各每立方厘米)， 且4tiMs是1.0特斯拉(其中，Ms表示飽和磁化強(qiáng)度且通過施加一次磁場(chǎng) 來翻轉(zhuǎn)(switch) —比特)時(shí)，傳統(tǒng)圖案化介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布為70%,這相 當(dāng)高。
因此，難以確保傳統(tǒng)圖案化介質(zhì)中的記錄可靠性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種相鄰》茲疇之間的^t相互作用減小的圖案化^f茲記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了 一種包括以 一定間隔布置在基底上的多個(gè) 磁記錄層的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層為相對(duì)于基底垂直設(shè)置的多 層層壓件，并包括抑制各磁記錄層之間的磁相互作用的裝置。
^磁記錄層均可包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的鐵石茲層，并且抑制》茲相互作用的裝 置置于各鐵磁層之間，所述裝置為軟磁層。
每個(gè)磁記錄層可包括順序?qū)盈B的第 一鐵磁層、軟磁層和第二鐵磁層。
非磁層可形成在第 一鐵》茲層和軟;茲層之間以及軟-茲層和第二鐵,茲層之間。
鐵磁層的磁各向異性能可為IOMO7 erg/cm3。 鐵,茲層的厚度可為2-10nm。
每一鐵》茲層可為CoCrPt層、CoPtP層、包括Co層和Pt層的多層以及包 括Fe層和Pt層的另一種多層中的一種。
軟磁層的磁各向異性能可為50-10000 erg/cm3。 軟》茲層的厚度可為2-10nm。
軟磁層可為CoFe層、NiFe層、CoNiFe層和Co層之一。
4兀Ms可為0.3-1.5特斯拉，其中，Ms為軟磁層的飽和磁化強(qiáng)度。
非磁層的厚度可為l-5nm。
非磁層可為Cu層、Pt層、Ru層、Ta層、NiFeCr層和Cr層之一。 根據(jù)本發(fā)明，可以減小相鄰的磁記錄層之間的磁相互作用，從而減小圖 案化磁記錄介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布。因此，可以提高記錄可靠性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。


通過參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，本發(fā)明的以上
和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中
圖1A是示出傳統(tǒng)的圖案化磁記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其問題的剖視圖1B是示出包括在圖1A的圖案化磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層的磁滯特性
的曲線圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化磁記錄介質(zhì)的剖視圖3A和圖3B是分別示出了在包括在傳統(tǒng)的圖案化磁記錄介質(zhì)中的磁記
錄層和包括在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層中引起的磁場(chǎng)的
剖一見圖4是示出了圖2中的圖案化磁記錄介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布的仿真結(jié)果的曲 線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例 性實(shí)施例。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的寬度或厚度。 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化磁記錄介質(zhì)的剖視圖。 參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前實(shí)施例的圖案化^f茲記錄介質(zhì)包括以一定間隔 布置在基底20上的多個(gè)^f茲記錄層200。在一個(gè)實(shí)施例中，以規(guī)則的間隔設(shè)置 磁記錄層200?！勾庞涗泴?00中的每個(gè)為多層層壓件(laminate )。該多層層壓 件具有夾層結(jié)構(gòu)，在該夾層結(jié)構(gòu)中，軟磁層6置于第一鐵^磁層2a和第二鐵磁 層2b之間。第一非磁層4a可形成在第一鐵磁層2a和軟磁層6之間，第二非 磁層4b可形成在軟磁層6和第二鐵磁層2b之間。在磁記錄層200的每個(gè)之 間設(shè)置非磁邊界層250。第一鐵磁層2a和第二鐵磁層2b的磁各向異性能可為 106 - 107 erg/cm3。軟磁層6的磁各向異性能可為50-10000 erg/cm3，優(yōu)選地為 80-1000 erg/cm3。
第 一鐵磁層2a和第二鐵磁層2b可由相同的材料或不同的材料形成，并 且每個(gè)可為CoCrPt層、CoPtP層、包括Co層和Pt層的多層以及包括Fe層 和Pt層的另一種多層中的一種。軟磁層6可為CoFe層、NiFe層、CoNiFe 層和Co層中的一種。第一非^茲層4a和第二非^磁層4b可由相同的材料或不同 的材料形成，并且每個(gè)可為Cu層、Pt層、Ru層、Ta層、NiFeCr層和Cr層 中的一種。
第一鐵磁層2a和第二鐵磁層2b的厚度可為2-10nm，軟磁層6的厚度可 為2-10nm。第一非^茲層4a和第二非^茲層4b的厚度可為l-5nm。
非磁邊界層250可利用納米圖案化法(如納米壓印)由諸如樹脂、氧化 硅(Si02)或氮化硅(SixNy)的材料形成。非磁邊界層250可為空層，即， 空氣層。當(dāng)非磁邊界層250由諸如樹脂的材料形成時(shí)，第一鐵磁層2a、第一
非磁層4a、軟磁層6、第二非磁層4b和第二鐵磁層2b被順序地填充在非磁 邊界層250之間，以形成石茲記錄層200。在本領(lǐng)域中，形成》茲記錄層200和 非磁邊界層250的各種方法和順序?yàn)楣模梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員來確定 適當(dāng)?shù)姆椒ê晚樞颉?br> 根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前實(shí)施例的圖案化-茲記錄介質(zhì)由于^茲記錄層200的結(jié)構(gòu)特 性使得相鄰的磁記錄層200之間的磁相互作用減小。將參照?qǐng)D3A和圖3B來 詳細(xì)描述磁記錄層200之間的磁相互作用減小的原因。
圖3A和圖3B是分別示出了在包括在傳統(tǒng)的圖案化磁記錄介質(zhì)中的磁記 錄層(以下，稱作"傳統(tǒng)磁記錄層100")和包括在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁記 錄介質(zhì)中的本發(fā)明的石茲記錄層(以下，稱作"石茲記錄層200")中引起的》茲場(chǎng) 的剖一見圖。
在圖3A和圖3B中，傳統(tǒng)》茲記錄層100和才艮據(jù)本發(fā)明的石茲記錄層200沿 第二方向D2被》茲化。該-茲化方向與圖1A中示出的方向?qū)?yīng)。
參照?qǐng)D3A和圖3B,由鐵磁層形成的傳統(tǒng)磁記錄層100的磁場(chǎng)廣泛地分 布在圍繞傳統(tǒng)磁記錄層100的寬范圍區(qū)域中。另一方面，由于置于第一鐵;茲 層2a和第二鐵;茲層2b之間的軟磁層6吸收了磁記錄層200中間的磁場(chǎng)，所 以根據(jù)本發(fā)明的磁記錄層200的磁場(chǎng)僅靠近磁記錄層200分布。因此，由于 磁記錄層200的第一鐵磁層2a和第二鐵磁層2b產(chǎn)生的磁場(chǎng)大部分穿過磁記 錄層200,所以在根據(jù)本發(fā)明的圖案化磁記錄介質(zhì)中相鄰的磁記錄層200之 間的磁相互作用顯著降低。
另夕卜，由于在翻轉(zhuǎn)過程中軟磁層6的磁化反向速度(magnetization reversion speed)大于第 一鐵磁層2a和第二鐵磁層2b的磁化反向速度，所以 軟磁層6用作磁記錄層200的》茲性反向(magnetic reversion)的《I發(fā)劑。因此， 磁記錄層200的翻轉(zhuǎn)速度增大。
同時(shí)，第一非磁層4a和第二非磁層4b分別防止在第 一鐵磁層2a和軟磁 層6之間以及在第二鐵磁層2b和軟磁層6之間形成磁疇壁，從而磁記錄層 200可用作單個(gè)磁疇。當(dāng)磁記錄層200用作單個(gè)》茲疇時(shí)，防止使-茲記錄層200 反向所需的磁場(chǎng)(即，開關(guān)磁場(chǎng))降低過多。
圖4是示出了圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的圖案化磁記錄介質(zhì)的仿真開關(guān) 場(chǎng)分布的結(jié)果的曲線圖，該曲線圖示出了磁記錄層200的開關(guān)場(chǎng)分布根據(jù)軟 磁層6的磁特性的變化的變化。在圖4中，Ms表示飽和磁化強(qiáng)度，K表示軟
磁層6的磁各向異性能(erg/cm3 )。
示出了當(dāng)K各為80、 800和16000 erg/cm3時(shí)，通過將軟磁層6的4兀Ms 從0.5特斯拉變化到1.4特斯拉而計(jì)算的磁記錄層200的開關(guān)場(chǎng)分布。
為了測(cè)試的目的，圖案化磁記錄介質(zhì)中的所有磁記錄層200沿第一方向 D1被磁化，并且預(yù)定的磁記錄層被反向磁化為第二方向D2 。在仿真過程中， 施加 一 次;茲場(chǎng)翻轉(zhuǎn)一 比特。
參照?qǐng)D4， ^磁記錄層200的最大開關(guān)場(chǎng)分布小于38% ，并且在4兀Ms小 于0.6特斯拉的區(qū)域中，磁記錄層200的開關(guān)場(chǎng)分布可降低為小于20%。從 圖4中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的圖案化磁記錄介質(zhì)的軟磁層6的4兀Ms為 0.3-1.5特斯拉,優(yōu)選地為0.3-0.7特斯拉。
將圖4與"背景技術(shù)"中所示的傳統(tǒng)圖案化磁記錄介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布的 計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化磁記錄介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布明 顯小于傳統(tǒng)圖案化^f茲記錄介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布。
上面已經(jīng)解釋了具有兩個(gè)鐵磁層和置于這兩個(gè)鐵磁層之間的軟磁層的磁 記錄層的特定實(shí)施例。然而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁記錄層可具有三個(gè)或三 個(gè)以上的鐵磁層，鐵;茲層被設(shè)置為在各鐵磁層之間設(shè)置軟;茲層。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的圖案化介質(zhì)包括抑制相鄰;茲記錄層200之間的 磁相互作用的軟磁層6，從而極大地降低了圖案化介質(zhì)的開關(guān)場(chǎng)分布。因此， 根據(jù)本發(fā)明，可以提高圖案化磁記錄介質(zhì)的記錄可靠性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，但是 示例性實(shí)施例僅用于示出的目的，并不限制本發(fā)明的范圍。例如，可在磁記 錄層200和非磁邊界層250下方設(shè)置非磁夾層和/或軟磁下墊層(underlayer), 或者可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來改變包括在磁記錄層200中的鐵磁層、非磁 層和軟磁層的層疊數(shù)量。因此，本發(fā)明的范圍不是由示例性實(shí)施例限定，而 是由權(quán)利要求的技術(shù)范圍限定。
權(quán)利要求
1、一種包括以一定間隔布置在基底上的多個(gè)磁記錄層的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層為相對(duì)于基底垂直設(shè)置的多層層壓件，并包括抑制各磁記錄層之間的磁相互作用的裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層均包括兩 個(gè)或兩個(gè)以上的鐵磁層，并且抑制磁相互作用的裝置置于各鐵磁層之間，所 述裝置為軟磁層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層均包括順 序?qū)盈B的第一鐵磁層、軟磁層和第二鐵磁層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，還包括設(shè)置在各個(gè)鐵磁層 和軟磁層之間的非磁層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，還包括設(shè)置在第一鐵磁層 和軟磁層之間以及設(shè)置在軟磁層和第二鐵磁層之間的非磁層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，鐵磁層的磁各向異 性能為106-107 erg/cm3。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，鐵磁層的厚度為 2-10nm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，各個(gè)鐵磁層均為 CoCrPt層、CoPtP層、包括Co層和Pt層的多層以及包括Fe層和Pt層的另 一種多層中的一種。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，軟磁層的磁各向異 性能為50-10000 erg/cm3。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，軟磁層的厚度為 2-10nm。
11、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，軟磁層為CoFe 層、NiFe層、CoNiFe層和Co層中的一種。
12、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，4兀Ms為0.3-1.5 特斯拉，其中，Ms為軟磁層的飽和磁化強(qiáng)度。
13、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，非磁層的厚度為 l-5nm。
14、根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，非磁層為Cu層、 Pt層、Ru層、Ta層、NiFeCr層和Cr層中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括以預(yù)定的規(guī)則間隔布置在基底上的多個(gè)磁記錄層的圖案化磁記錄介質(zhì)，其中，磁記錄層為多層的并包括抑制磁記錄層之間的磁相互作用的裝置。磁記錄層包括順序?qū)盈B的第一鐵磁層、抑制磁相互作用的裝置和第二鐵磁層，其中，抑制磁相互作用的裝置為軟磁層。
文檔編號(hào)G11B5/66GK101174425SQ200710162730
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者孫鎮(zhèn)昇, 李丙圭, 林志慶 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社