專利名稱：圖案化垂直磁記錄介質(zhì)及使用該介質(zhì)的磁記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及圖案化垂直磁記錄介質(zhì)，比如用于磁記錄硬盤驅(qū)動器的盤，更具體地涉及具有^f茲記錄性能得以改善的數(shù)據(jù)島(data island)的圖案化盤。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出具有圖案化磁記錄介質(zhì)的磁記錄硬盤驅(qū)動器以增加數(shù)據(jù)密度。 在傳統(tǒng)連續(xù)磁記錄介質(zhì)中，磁記錄層是在盤的整個表面之上的連續(xù)層。在圖 案化介質(zhì)中，盤上的磁記錄層被圖案化成以同心數(shù)據(jù)軌道布置的小的隔離的 數(shù)據(jù)島。圖案化介質(zhì)盤可以是縱向磁記錄盤，其中磁化方向平行于或在記錄 層平面中；或是垂直磁記錄盤，其中磁化方向垂直于記錄層或在其平面外。 由于垂直介質(zhì)的增加的數(shù)據(jù)密度的潛力，垂直介質(zhì)很可能是用于圖案化介質(zhì) 的選擇。為了形成圖案化數(shù)據(jù)島的磁隔離，島間空間的磁矩被破壞或相當大 地降低以使這些空間本質(zhì)上是非磁的。作為替換，可以制作介質(zhì)使得在島之 間的空間中沒有磁材料。美國專利5,820,769描述了一種圖案化垂直介質(zhì)及 其制作方法。在一種圖案化介質(zhì)中，數(shù)據(jù)島是伸至盤基表面上方的抬高的、分開的立 柱，從而在立柱之間的盤基表面上形成凹槽或溝槽。這種圖案化介質(zhì)是有利 的，因為具有預蝕刻立柱和溝槽圖形的基底可以以成本低、產(chǎn)量大的工藝比 如光刻和納米壓印(nanoimprinting)生產(chǎn)。然后，石茲記錄層材料沉積到預蝕刻 的基底的整個表面上以覆蓋立柱的端部和溝槽兩者。溝槽可以凹進為離讀/ 寫頭足夠遠，從而不負面地影響讀或?qū)懀蛟谥谱鬟^程中可使溝槽中的磁材 泮十基本上一，/f茲。Moritz等人在"Patterned Media Made From Pre-Etched Wafers: A Promising Route Toward Ultrahigh-Density Magnetic Recording"， 正朋 Transactions on Magnetics, Vol. 38, No. 4， July 2002, pp. 1731-1736中描述了 這種類型的圖案化介質(zhì)。與圖案化垂直介質(zhì)相關(guān)聯(lián)的一個問題是各磁島間矯頑場的較寬范圍的變化，磁島有時也稱為"點(dot)"。此變化以翻轉(zhuǎn)場(switchingfield)的寬分 布為特征，翻轉(zhuǎn)場即將磁島的磁化從一個狀態(tài)改變到另一個狀態(tài)所需的寫入 場。理想地，翻轉(zhuǎn)場分布(SFD)寬度應當為零，這意味著所有位將在相同的 寫入場強度下翻轉(zhuǎn)。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著磁島尺寸減小，SFD變寬(即位 與位間矯頑場的變化增大)，這限制了圖案化垂直介質(zhì)的可獲得的密度。 Thomson等人在 "Intrinsic Distribution of Magnetic Anisotropy in Thin Films Probed by Patterned Nanostructures" ， P/z". 7 ev,96, 257204 (2006)中借助 本征各向異性的分布解釋了具有垂直磁各向異性的點的陣列中的SFD。由于與傳統(tǒng)連續(xù)垂直介質(zhì)的主要差異，圖案化垂直介質(zhì)中出現(xiàn)了另外的 問題，該差異即以下事實傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)中，線密度(沿軌道位密度)通常 為軌道密度(徑向或跨軌道方向上的軌道密度)的4到6倍；而圖案化介質(zhì) 中，線密度和軌道密度將大約相同。這是因為任何合適的圖案化介質(zhì)制作工 藝只有在沿軌道和跨軌道點間距尺寸類似時才能被用至其全部潛力。因此， 對于圖案化介質(zhì)，更高的軌道密度是可以預期的，這導致讀過程中更大的相 鄰軌道干涉和寫過程中相鄰軌道的蓋寫(overwriting)。寫頭在跨軌道方向上 必須足夠?qū)?，以保證磁場在點的整個寬度上充分強。這會導致來自寫頭的泄 漏到鄰近軌道中的點中的邊緣場，該場能引起意外的蓋寫。因為作用在鄰近 軌道中的點上的邊緣場與點上的記錄層的垂直易磁化軸形成較大的角度，所 以此問題加重，這增大了鄰近軌道蓋寫的可能性。所需要的是具有窄SFD且不易受相鄰軌道蓋寫影響的圖案化垂直磁記 錄介質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是圖案化垂直磁記錄介質(zhì)，其中離散的磁島具有記錄層(RL)結(jié) 構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括兩個交換耦合的鐵磁層(MAGI和MAG2)。 RL結(jié)構(gòu)可以是 高各向異性小晶粒層(MAG1),比如含氧的顆粒鐵磁Co合金，其與MAG2 接觸并與之交換耦合，MAG2為高磁矩鐵磁橫向耦合層(LCL),比如沒有氧 化物的Co合金。因為LCL晶界與它所接觸的MAGI的通常偏析和退耦的 晶粒的邊界交疊，且LCL和MAGI晶粒垂直地強耦合，所以LCL在MAGI 中引入有效的晶粒間交換耦合(intergranular exchange coupling)。7RL結(jié)構(gòu)可以是"交換彈簧(exchange-spring)" RL結(jié)構(gòu)，其中有時稱為 交換彈簧層(ESL)的上部鐵磁層(MAG2)鐵磁耦合至有時稱為介質(zhì)層(ML)的 下部鐵磁層(MAG1)。 MAG2和MAG1可以具有基本相同的各向異性場HK, 但優(yōu)選MAG2具有比MAG1低得多的HK。RL結(jié)構(gòu)也可以包括MAGI和MAG2之間的允許鐵磁耦合的耦合層 (CL)。如果使用CL，貝'MAG2和MAG1可以具有相似或很大程度上不同的 HK值。因為CL必須實現(xiàn)MAG1和MAG2之間的合適的層間交換耦合強度， 所以其應該是非i茲的或弱4失》茲的。MAG1和MAG2之間的層間交換耦合可 以通過調(diào)節(jié)CL的材料和厚度而部分地優(yōu)化。RL結(jié)構(gòu)也可以包括橫向耦合層(LCL)，其與MAG1和MAG2的至少一 個接觸以調(diào)節(jié)其所接觸的鐵一磁層中的晶粒間交換耦合。LCL可以由Co或鐵 磁Co合金形成，比如CoCr合金，其也可以包括Pt和B的一種或兩種。LCL 中的鐵磁合金具有比與之接觸的鐵磁合金(MAG2或MAG1 )明顯地更大的 晶粒間交換耦合。LCL合金應該優(yōu)選地不包括任何氧化物或其它偏析物，它 們將趨于降低LCL中的晶粒間交換耦合。因為LCL晶界交疊與之接觸的 MAG2 (或MAG1 )層的通常偏析和去耦的晶粒的邊界，且LCL和MAG2 (或MAG1 )晶粒垂直強耦合，所以LCL在MAG2 (或MAG1 )中引入有 效的晶粒間交換耦合。當磁島具有上述RL結(jié)構(gòu)時，結(jié)果是具有窄的SFD的圖案化垂直磁記錄 介質(zhì)，這允i午更魯才奉(robust)的當前壽九道寫過,呈(on-track write process)。 當 MAG2和MAG1形成"交換彈簧"RL結(jié)構(gòu)時，結(jié)果是更有利的磁場角度相 關(guān)性，即相鄰島中的磁化更不易于被邊緣場翻轉(zhuǎn)，該邊緣場與鄰近的島的垂 直易磁化軸形成一角度。本發(fā)明也是結(jié)合上述圖案化垂直磁記錄盤的磁記錄盤驅(qū)動器。為了對本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點有更加充分的理解，將參考下面的詳細描述 和附圖。


圖1是具有現(xiàn)有技術(shù)圖案化垂直介質(zhì)的垂直磁記錄系統(tǒng)的示意圖。 圖2是圖1所示系統(tǒng)的盤驅(qū)動器的實施方式的俯視圖，示出按同心圓數(shù) 據(jù)軌道布置的圖案化位。圖3是一種圖案化垂直磁記錄盤的剖視圖，示出呈立柱形式的磁島和呈 從立柱頂部凹進的溝槽的形式的非》茲性區(qū)域。圖4是示出如圖3示意性描繪的結(jié)構(gòu)的實際結(jié)構(gòu)的俯視圖的掃描電子顯 微鏡(SEM)圖像。圖5是針對圖案化垂直介質(zhì)的寫過程的示意圖。圖6是示出受寫入場作用時交換彈簧記錄層(RL)工作的方式的示意圖。圖7A-7E是本發(fā)明圖案化垂直磁記錄介質(zhì)的不同實施方式的位于該介 質(zhì)上的單個分立磁島的剖視圖。圖8是MAG1和MAG2的磁晶粒的磁模型(magnetic model)的示意圖， 它們的易磁化軸分別受來自寫頭的磁場HI和H2作用。圖9A是按圖8的模型針對磁場角度6= IO度計算的、作為層間耦合強 度H:的函數(shù)的平均翻轉(zhuǎn)場〈Hs〉的曲線圖。圖9B是按圖8的模型針對磁場角度6= 10度計算的、作為層間耦合強 度Hj的函數(shù)的以HK計的翻轉(zhuǎn)場分布(SFD)寬度cjHs的曲線圖。圖IOA是翻轉(zhuǎn)場Hs作為磁場角度的函數(shù)的曲線圖，用于單層RL結(jié)構(gòu) 與按圖8模型的交換彈簧RL結(jié)構(gòu)對比。圖IOB是以完全對準情形(磁場角度為零)歸一化的翻轉(zhuǎn)場Hs作為磁 場角度的函數(shù)的曲線圖，用于單層RL結(jié)構(gòu)與按圖8模型的交換彈簧RL結(jié) 構(gòu)比專交。
具體實施方式
圖1是具有圖案化垂直介質(zhì)的現(xiàn)有技術(shù)磁記錄系統(tǒng)的圖示。該系統(tǒng)能以 磁記錄盤驅(qū)動器來實施，該介質(zhì)為圖案化位被布置成同心圓數(shù)據(jù)軌道的磁記 錄盤。因此，圖1示出包括具有基本上平的表面14的盤基12的盤10的一 部分。多個離散的圖案化島或立柱30自表面14大致垂直地延伸，并是盤基 12的一部分。立柱30分開，留下凹到立柱30的端部下方的凹槽或溝槽32。 垂直磁記錄材料層34形成在立柱30的端部上以及溝槽32中的表面14上。 每個立柱30上的記錄層34被垂直地-磁化，如箭頭40所示，導致所記錄的 位以大致垂直的或平面外的取向(即不同于平行于記錄層34的表面)存儲 在記錄層34中。在這種類型的圖案化介質(zhì)中，即使溝槽32中存在^F茲記錄層材料，溝槽32和立柱30的端部之間的垂直間隔是用于隔離所記錄的位的基礎。只有立 柱30的端部上的垂直》茲記錄層34對讀回信號(readback signal)有貢獻，其中 每個立柱30代表一個位。位于溝槽32中的磁記錄層材料對讀回信號沒有顯 著貢獻，因此不會不利地影響讀回信號。溝槽32可以不包含磁材料，或者 使溝槽32中的磁材料成為基本上非磁的從而不產(chǎn)生任何磁場，這也是可以 的。例如，2006年11月10日提交的轉(zhuǎn)讓給本申請相同受讓人的申請 US 11/558,846中，非晶硅(Si)層可以位于溝槽中，且盤被退火從而導致Si擴 散到磁溝槽材料中并使其成為非磁的。如圖1所示，盤基12也可以包括形成在剛性盤支撐結(jié)構(gòu)或底板18上的 可選的"軟"或相對低矯頑力透;茲襯層(SUL)16。交換中斷層(EBL)(未示出) 可以位于透磁SUL 16和記錄層34之間以阻斷》茲交換耦合并促進記錄層的外 延生長。圖1還示出讀頭60和寫頭50 (有寫極52和返回極54)。寫電流流 過寫頭50.的線圈56,從而在寫極52產(chǎn)生磁場(箭頭42 )。此磁場在方向40 上f茲化寫極下方的立柱30上的記錄層34。 SUL 16作為寫頭50的寫極52和 返回極54之間的磁場的磁通返回路徑(箭頭17 )。所記錄的位的探測或讀出 通過讀頭60進行，讀頭60通常是磁電阻(MR)讀頭，比如感測電流垂直地流 過構(gòu)成該頭的層的隧道MR(TMR)讀頭。透^f茲材料屏蔽件62可用于防止除被 讀取的位之外的位的磁化到達讀頭60。圖2是圖1所示系統(tǒng)的盤驅(qū)動器實施方式的俯視圖。驅(qū)動器100具有殼 體或基座112，其支承致動器130和用于旋轉(zhuǎn)^B己錄盤10的驅(qū)動馬達。致動 器130可以是音圈馬達(VCM)旋轉(zhuǎn)致動器，該致動器具有剛性臂134并繞樞 軸132如箭頭124所示地旋轉(zhuǎn)。頭懸掛組件包括具有連接于致動器臂134的 端部的一端的懸架121和連接于懸架121的另一端的頭載具122,比如空氣 軸承滑塊。懸架121允許頭載具122保持非常接近盤10的表面。讀頭60(圖 1 )和寫頭50 (圖1 )通常形成為被構(gòu)圖在頭載具122的尾表面上的集成讀/ 寫頭(沒有示出)。盤10上的立柱30以徑向隔開的同心圓數(shù)據(jù)軌道118布 置。當盤IO旋轉(zhuǎn)時，致動器130的移動允許頭載具122尾端上的讀/寫頭訪 問盤IO上的不同數(shù)據(jù)軌道118。在圖案化介質(zhì)上寫入需要寫入脈沖與立柱的 圖案同步。轉(zhuǎn)讓給本申請相同受讓人的美國專利6,754,017中描述了使用磁 化的立柱來為寫入計時的圖案化介質(zhì)磁記錄系統(tǒng)。圖3是一種圖案化垂直磁記錄盤的剖視圖，示出呈立柱230形式的磁島和呈從立柱230頂部凹進的溝槽232的形式的非磁性區(qū)。盤基包括剛性支承 結(jié)構(gòu)或底板218、形成在底板218上的連續(xù)非圖案化SUL 216、 SUL216上 的如鉭(Ta)的擴散阻擋層219、以及擴散阻擋層219上的濺射沉積非晶Si層 213。 SUL 216可以是單層或疊層結(jié)構(gòu)，該單層由例如CoNiFe、 FeCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeTaZr、 CoFeB 和CoZrNb合金的透磁材料形成，該疊層結(jié)構(gòu)由被非磁性膜隔開的多個軟磁 膜形成，該非磁性膜例如是如Al和CoCr的導電膜、或如Ru和Ir的反鐵磁 耦合膜。底板218可以是任何可在市場上買到的玻璃盤坯(diskblank)，但也 可以是具有NiP表面涂層的傳統(tǒng)鋁合金，或如硅、硅堿鈣石或碳化硅的備選 盤坯?？蛇x的用于SUL的生長的粘接層(未示出)，如AlTi合金，可以在沉 積SUL 216之前形成在底板218上?？捎蒘iN或Si02形成的立柱230自層 213的表面214伸出。具有垂直磁各向異性的磁記錄材料的層234形成在立 柱230的頂上，如傳統(tǒng)非晶"類金剛石"碳的保護性外涂層235形成在記錄 層234之上。記錄材料層234和外涂層235沉積在盤基212的整個表面上從而覆蓋溝 槽232和立柱230的頂部。然后對該盤進行退火，這使溝槽232中的f茲記錄 層材料和層213的Si擴散到一起并化學反應。這在溝槽232中的表面214 形成非磁性區(qū)域236。記錄層234的材料包括選自由Co、 Fe、 Pt和Pd組成 的組的至少一種元素，且這些元素中的至少一種與層213的Si反應。退火 導致非磁性區(qū)域236中任何鐵磁性的毀滅或至少相當大的減少，這意味著這 些區(qū)域在暴露給外加》茲場后不具有明顯的》茲矩。然而，該退火不明顯改變立 柱230的端部上的記錄層234的鐵磁性能，因為立柱230由非擴散材料形成， 比如SiN或Si02,其不與》茲記錄材并牛反應。具有立柱230的盤基212可以通過任何已知的用于形成預蝕刻盤基的技 術(shù)形成，比如傳統(tǒng)的光刻、直接寫電子束(e-beam)光刻、以及納米壓印。例 如，SiN或Si02非擴散層可以在非晶Si層213的整個表面214上沉積或形 成至大致對應于立柱230的所需高度的厚度。然后，向下蝕刻非擴散層至表 面214 乂人而形成立柱230。在納米壓印工藝中，通常通過電子束直接寫制作主模板(master template) 從而具有所需圖案。在將要形成立柱230的非擴散層材料，例如Si02,形成 在表面214上后，壓印抗蝕劑(即熱塑性聚合物)薄膜被旋涂到Si02層上。然后使具有其預定圖案的主模板接觸壓印抗蝕劑膜，且該模板和盤基被壓在 一起并施加熱量。當抗蝕劑聚合物被加熱到其玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上時，模板上 的圖案被壓到抗蝕劑膜內(nèi)。冷卻后，將主模板與盤基分離，圖案化的抗蝕劑留在SK)2層上。反應離子蝕刻(RIE)可用于將抗蝕劑中的圖案轉(zhuǎn)移到下面的 Si02層從而形成立柱230。在直接寫電子束圖案化工藝中，在非擴散層例如Si02形成在盤基212 的整個表面214之上后，薄抗蝕劑層-比如聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA)-可 以設置在Si02層上。然后，用電子束工具對抗蝕劑層構(gòu)圖。在此抗蝕劑層顯 影后，孔的圖案留在抗蝕劑層中。然后，薄鉻(Cr)層可被沉積到孔中和圖案 化的抗蝕劑層上。在之后的浮脫工藝(lift-off process)中，剩下的抗蝕劑與其 上的Cr一起被除去，留下Cr點圖案。將Cr點用作硬掩模，通過反應離子 蝕刻(R正)，將此圖案轉(zhuǎn)移到Si(VSi上?？蛇x的蝕刻停止層將利于R正的結(jié) 束。在得到所需溝槽深度(即立柱的高度)后，除去Cr層并清洗盤基。上 述納米壓印和直接寫電子束圖案化工藝是公知的，且在許多參考文獻中被更 詳細地描述，這些參考文獻包括G. Hu等人的"Magnetic and recording properties of Co/Pd islands on prepattemed substrates" ， J J/ p/. P/z;a51.， Vol. 95, No.ll,Part2, 1 June 2004， pp. 7013-7015。圖4是掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，示出如圖3示意性描繪的結(jié)構(gòu)的實 際結(jié)構(gòu)的俯視圖。^磁島或點為Si晶片上的40 nm高的SiN立柱，島的寬度 為50nm,節(jié)距為lOOnm (即立柱的中心之間的間距為lOOnrn)。圖3示出 點以一種布置隔開，該布置中，線密度(沿軌道方向上每英寸的位)與軌道 密度(跨軌道方向上每英寸的軌道)之比約為1:1。然而，這只是一個說明 性的示例，并不意味著是對實際盤上的點間隔布置的限制。包括立柱端部的預圖案化盤基用作為磁記錄層的Co/Pd多層覆蓋。圖3 所示的盤只是一種圖案化垂直介質(zhì)，其中離散的磁島是立柱，且分隔磁島的 非磁性區(qū)域是從立柱的頂部凹進的溝槽。例如，圖3的盤可以具有以非磁性 材料填充的溝槽、以及平坦化的且覆蓋有覆蓋立柱和被填充的溝槽的保護性 外涂層的連續(xù)層的其上表面。在另一個實例中，非磁性盤基或盤基上的非磁 性層可以具有填充有磁材料的離散坑或凹陷，其用作磁島。圖5是圖案化垂直介質(zhì)上的寫過程的示意圖。介質(zhì)結(jié)構(gòu)包括基底，其具 有位于相鄰軌道內(nèi)的三個相鄰的離散磁島302、 304、 306和隔離這些磁島的兩個非磁性區(qū)域305、 307。每個磁島被顯示為具有記錄層(RL)、可選的用于
輔助RL生長的模板層(TL)、以及保護性外涂層(OC)。每個磁島在兩個垂直
方向中的一個上被石茲化，如分別在島302、 304、 306的RL中的箭頭312、
314、 316所示。寫頭被顯示在義茲島304上方并向島304中的RL施加寫入場
H。在寫過程中，寫頭施加足夠大的磁場H以允許磁化(箭頭310)的翻轉(zhuǎn)。
寫頭必須足夠?qū)?在跨軌道方向330上)以確保遍及島304的寬度磁場充分
強。然而5這個需求也導致寫入場H外泄到鄰近軌道中的磁島中，如島302、
306的RL中的場H所示。這些在相鄰島中的雜散或邊緣場能引起相鄰磁島
的蓋寫(擦除)。因為鄰近軌道上的邊緣場與RL的垂直易磁化軸形成大的角
度，如寫入場H和島302的磁化(箭頭312)之間的角度所示，這增加了相
鄰軌道蓋寫的可能性，所以這個問題加劇。
在本發(fā)明的圖案化垂直介質(zhì)中，離散;茲島中的RL是包括兩個交換耦合
鐵磁層的結(jié)構(gòu)。這導致更窄的SFD，從而允許更魯棒(robust)的當前軌道寫過
程(on-track write process)。當兩個鐵磁層形成"交換彈簧"RL結(jié)構(gòu)時，結(jié)果
是對磁化反轉(zhuǎn)更有利的場角度相關(guān)性，即相鄰島中的磁化不易被與垂直易磁
化軸成角度的場翻轉(zhuǎn)。
交換彈簧垂直磁記錄介質(zhì)因傳統(tǒng)連續(xù)^f茲記錄而為人所知。在一種技術(shù)
中，垂直記錄介質(zhì)是具有很大程度上不同的各向異性場(HK)的兩鐵磁交換耦
合的磁層的復合介質(zhì)。(具有單軸磁各向異性Ku的鐵磁層的各向異性場HK 是沿易磁化軸施加以翻轉(zhuǎn)磁化方向所需的磁場。)此復合介質(zhì)的磁模擬顯示， 在一致的寫入場H的情況下，低HK層的^f茲化將首先旋轉(zhuǎn)，且?guī)椭逪K層 的磁化的反轉(zhuǎn)。這種行為有時稱為"交換彈簧"行為。R.H. Victora等人的 "Composite Media for Perpendicular Magnetic Recording" , Trans MAG 41(2), 537-542, Feb 2005和丄P. Wang等人的"Composite media (dynamic tilted media) for magnetic recording" ， jpp/.尸/7jAy.86(14) Art. No. 142504, April 4 2005描述了多種復合介質(zhì)。2005年9月21提交且轉(zhuǎn)讓給本申請相同受讓人 的審理中的申請US 11/231 ，516描述了 一種具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的垂直磁記 錄介質(zhì)，該RL結(jié)構(gòu)由下部高HK磁層、上部低HK磁層和這兩個磁層之間的 允許上部和下部磁層的鐵磁交換耦合的中間耦合層(CL)形成。
2006年3月9日提交且轉(zhuǎn)讓給本申請相同受讓人的審理中的申請 USll/372,295描述了一種具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的垂直記錄介質(zhì)，該RL結(jié)構(gòu)由經(jīng)由中間非磁或弱鐵磁CL而鐵磁交換耦合的、具有很大程度上相似的
各向異性場HK的兩個磁層形成。因為寫頭在RL的上部產(chǎn)生更大的磁場和 更大的》茲場梯度，且場強在RL內(nèi)部進一步減小，所以上部石茲層可以具有高 的各向異性場。上部磁層所在的RL的頂部附近的大磁場和磁場梯度反轉(zhuǎn)上 部磁層的磁化，然后這輔助下部磁層的磁化反轉(zhuǎn)。
圖6示出交換彈簧RL工作的方式，該圖以剖視圖示出受寫入場作用的 具有交換彈簧p丄的盤。該RL包括下部》茲層(MAG1),其有時可稱為介質(zhì) 層(ML);上部磁層(MAG2),其有時可稱為交換彈簧層(ESL);以及CL，其 允許MAG1和MAG2之間的鐵磁耦合。如圖6的放大部分所示，MAG2中 的代表性晶粒IO具有沿易磁化軸12的大致垂直的或平面外的磁化，并受寫 入場H2作用。MAG2晶粒10下面的MAG1中的代表性晶粒20也具有沿易 磁化軸22的垂直磁化，并受小于H2的寫入場Hl作用，因為MAG1比MAG2 離寫極更遠。在存在外加寫入場H2的情況下，MAG2通過施加^f茲轉(zhuǎn)矩到 MAG1上而用作寫輔助層，其幫助反轉(zhuǎn)MAG1的；茲化。
在連續(xù)垂直磁記錄介質(zhì)中，最好的信噪比(SNR)在某中間程度的RL中 的晶粒間交換耦合下獲得。同樣，RL中的晶粒間交換耦合改善RL中介質(zhì) 晶粒內(nèi)的磁化狀態(tài)的熱穩(wěn)定性。因此，在連續(xù)垂直記錄介質(zhì)中，某程度的晶 粒間交換耦合是有利的。因此，2006年9月14日^l是交且轉(zhuǎn)讓給本申請相同 受讓人的審理中的申請US11/532,055描述了具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的垂直磁 記錄介質(zhì)，該RL結(jié)構(gòu)具有與上部磁層(MAG2)接觸并調(diào)節(jié)MAG2中的晶粒 間交換耦合的橫向耦合層(LCL)。
圖7A-7E是根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的不同實施方式的圖案化垂直磁記錄介 質(zhì)上的單個離散磁島的剖視圖。針對具有立柱的圖案化介質(zhì)的類型，示出這 些實施方式，如圖3中所示，但本發(fā)明也適用于其它類型的圖案化介質(zhì)。模 板層(TL)被示出在立柱之上，以促進磁層的生長。
圖7A是具有兩個交換耦合4失磁層的RL的一實施方式，其中MAG1是 高HK小晶粒層，MAG2是高磁矩橫向耦合層(LCL)。該LCL直接設置在 MAG1上，并將下部MAG1的晶粒交換耦合在一起，從而它們作為單一單 元翻轉(zhuǎn)并平均它們的磁性能。于是，該LCL橫向地使單一圖案中所有介質(zhì) 晶粒的反轉(zhuǎn)相互關(guān)聯(lián)，從而借助簡單的晶粒平均減小了 SFD。 MAG1可以是 具有例如Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的一種或多種的氧化物的適當偏析物(segregant)的顆粒多晶鈷合金，比如CoPt或CoPtCr合金。該LCL可以由 Co或比如CoCr合金的鐵磁Co合金形成。Co合金可以包括Pt和B中的一 種或兩種。該LCL中的鐵磁合金具有顯著大于MAGI鐵磁合金的晶粒間交 換耦合，并且優(yōu)選地不應當包括任何氧化物或其它偏析物，它們將趨向于降 低LCL中的晶粒間交換耦合。因為LCL晶界與它所接觸的MAGI層的通常 偏析和退耦的晶粒的邊界交疊，且LCL和MAGI晶粒強烈地垂直耦合，所 以LCL在MAGI中引入了有效的晶粒間交換耦合。
圖7B是一種實施方式，其中RL結(jié)構(gòu)是交換彈簧結(jié)構(gòu)，該交換彈簧結(jié) 構(gòu)包括鐵;茲耦合到MAG1(ML)的MAG2(ESL),而沒有CL。在此實施方式 中，MAG2和MAGI可以具有基本相同的HK，但優(yōu)選地MAG2具有比MAGI 低得多的Hk。在圖7B的實施方式的一個實例中，MAGI可以是高Hk小晶 粒CoPtCr合金并具有添加的氧化物，如Ta氧化物，且MAG2可以是具有 比MAGI的Hk小的Hk但磁矩高于MAGI的；茲矩的Co、 CoFe、 CoNi或 CoFeNi基合金。在圖7B的實施方式的另 一個實例中，MAGI和MAG2可 以都是具有垂直磁各向異性的疊層或多層結(jié)構(gòu)，比如Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt、 Fe/Pd和Co/Ni多層。這種結(jié)構(gòu)導致更低的SFD，因為兩個疊層中的各向異 性分布不相互關(guān)聯(lián)。因為疊層交換耦合在一起，所以復合結(jié)構(gòu)中得到的局部 各向異性分布將是每個疊層的多個層內(nèi)的分布的統(tǒng)計平均。這能導致局部各 向異性分布的降低，并因此導致得到的介質(zhì)的SFD的降低。Co/Pd和Co/Ni 多層用作兩個疊層(MAG1和MAG2)導致兩個各向異性分布是不相關(guān)的。 Co/Pd的各向異性由Co-Pd的界面各向異性支配，而Co/Ni各向異性由Ni 的磁致伸縮支配，所以不奇怪這些層內(nèi)的各向異性的局部變化是獨立的并因 此是不相關(guān)的。
圖7C是一實施方式，其中交換彈簧RL結(jié)構(gòu)包括穿過CL鐵磁耦合到 MAGI的MAG2。圖7D是一實施方式，其中交換彈簧RL結(jié)構(gòu)包括穿過CL 鐵磁耦合到MAGI的MAG2，并具有在上部磁層MAG2上并與之接觸、用 于調(diào)整MAG2中的晶粒間交換耦合的LCL。在圖7D的一替換實施方式中， LCL可以位于MAG2下并與之接觸，即在CL和MAG2之間。圖7E是一實 施方式，其中交換彈簧RL結(jié)構(gòu)包括穿過CL鐵;茲耦合到MAG1的MAG2， 并具有在下部磁層MAG1上并與之接觸、用于調(diào)節(jié)MAG1中的晶粒間交換 耦合的LCL。在圖7E的一替換實施方式中，LCL可以位于MAG1下并與之接觸，即在模板層(TL)和MAG1之間。在圖7C、 7D和7E所示的實施方式 中，MAG2和MAG1可以具有類似的或很大程度上不同的Hk植。
現(xiàn)在將描述圖7B-7E所示的用于本發(fā)明的代表性盤結(jié)構(gòu)。硬的盤基可以 是任何可在市場上買到的玻璃襯底，但也可以是具有NiP表面涂層的傳統(tǒng)鋁 合金，或如硅、硅堿4丐石或碳化硅的備選襯底。盤基也可以是如上所述的預 蝕刻基底。
如果垂直磁記錄盤是具有SUL的類型，那么SUL可以由透》茲材料形成， 比如CoNiFe、 FeCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeTaZr、 CoFeB和CoZrNb合金。SUL是形成在盤底板或襯底上的連續(xù)非 圖案化層。SUL也可以是由被非磁性膜分隔的多層軟磁膜形成的層疊或多層 SUL，該非磁性膜比如是Al或CoCr導電膜。SUL也可以是由層間膜分隔的 多層軟磁膜形成的層疊或多層SUL,該層間膜調(diào)節(jié)反鐵磁耦合，該層間膜比 如是Ru、 Ir或Cr或其合金?？蛇x的用于SUL生長的粘接層(OL)(未示出) -比如具有約2-8 nm厚度的AlTi合金或類似材料-可在SUL形成之前位于 襯底上。
如果盤包括SUL,那么交換中斷層(EBL)可以位于SUL之上。它用于中 斷SUL的透磁膜和RL之間的磁交換耦合，還用于促進RL的外延生長。EBL 也可以是不必要的，但如果使用，它可以是非磁鈦(Ti)層；非導電材料，比 如Si、 Ge和SiGe合金；比如Cr、 Ru、 W、 Zr、 Nb、 Mo、 V和A1的金屬； 比如非晶CrTi和NiP的金屬合金；比如CNX、 CHx和C的非晶碳；或選自 由Si、 Al、 Zr、 Ti和B構(gòu)成的組的元素的氧化物、氮化物或碳化物。如果使 用EBL,則籽層可以在沉積EBL之前用在SUL之上。例如，如果4吏用Ru 作為EBL，則l-8nm厚的NiFe、 NiW或NiWCr籽層可以沉積在SUL上， 之后是3-30nm厚的Ru EBL。 EBL也可以是多層EBL。
MAG1和MAG2層可以由任何已知的具有垂直磁各向異性的非晶或晶 體材料和結(jié)構(gòu)形成。因此，MAG1和MAG2可以都是顆粒多晶鈷合金層， 比如CoPt或CoPtCr合金，具有或沒有合適的偏析物比如Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物。同樣，MAG1和MAG2可以都由具有垂直磁各向異 性的多層構(gòu)成，比如Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt、 Fe/Pd和Co/Ni多層，其具有或 沒有比如上述材料的合適的偏析物。另外，包含稀土元素的垂直磁性層可用 于MAG1和MAG2，比如CoSm、 TbFe、 TbFeCo、 GdFe合金。MAG1和MAG2可以具有很大程度上不同的磁性能，比如不同的各向異性場(Hjc),以 保證它們對于外加寫入場有不同的反應，從而具有交換彈簧行為以改善可寫 性。MAGI和MAG2也可以具有基本上相同的各向異性場HK,這意味著具 有低Hk的屋的HK值為具有高Hk的屋的Hk但的至少70%(達到至少90%)， 并且由于寫入場的深度相關(guān)性而依然具有圖6所示的如上所述的交換彈簧行 為。
如果MAG1是顆粒鈷合金，那么用于MAG1生長的模板層(TL)可以是 任何上述用作EBL的材料。如果MAG1由具有垂直磁各向異性的多層形成， 比如Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt、 Fe/Pd和Co/Ni多層，那么TL可以包括Ta層和 Ta層上的Pt或Pd層。
CL可以是六角密堆(hcp)材料，其可以調(diào)整得到弱鐵^磁耦合，還提供用 于MAG2生長的良好的模板。因為CL必須使合適的層間交換耦合強度成為 可能，所以它應該是非^磁的或弱鐵^磁的。因此，CL可以由具有低Co含量(〈 約65原子百分比)的RuCo和RuCoCr合金，或具有高Cr和/或B含量(Cr+B> 約30原子百分比)的CoCr和CoCrB合金形成。Si的氧化物或其它氧化物， 如Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物，可以添加到這些合金中。CL也可以 由面心立方(fcc)材料形成，比如Pt或Pd或基于Pt或Pd的合金，因為這些 材料可以實現(xiàn)可調(diào)強度的磁層間鐵磁耦合(即它們通過增加厚度來降低耦 合)并且與介質(zhì)生長兼容。
根據(jù)用于CL的材料的選擇，更具體地根據(jù)CL中的鈷(Co)濃度，CL可 以具有小于3.0nm的厚度，更優(yōu)選地在約0.2nm和2.5nm之間。因為Co是 高磁性的，所以CL中更高濃度的Co可以通過加厚CL來抵消，以獲得優(yōu)化 的MAGI和MAG2之間的層間交換耦合。MAGI和MAG2之間的層間交換 耦合部分地可以通過調(diào)節(jié)CL的材料和厚度來優(yōu)化。CL應提供充分的耦合 強度以對翻轉(zhuǎn)場(和SFD)有相當大的作用，^E應足夠小以不將MAGI和 MAG2層牢固地耦合在一起。
LCL可以由Co或比如CoCr合金的鐵磁Co合金形成。Co合金可以包 括Pt和B中的一種或兩種。在圖7D的實施方式中，LCL直接沉積在MAG2 上；或在替換的圖7D的實施方式中，LCL沉積在CL上，MAG2直接沉積 在LCL上。在圖7E的實施方式中，LCL直4^沉積在MAGI上；或在替換 的圖7E的實施方式中，LCL沉積在TL上，MAGI直接沉積在LCL上。LCL能通過各種加工技術(shù)生產(chǎn)，包括無氧分壓的濺射。LCL中的鐵磁合金與它所 接觸的鐵磁合金(MAG2或MAG1)相比具有明顯更大的晶粒間交換耦合。 LCL合金應該優(yōu)選地不包括任何氧化物或其它偏析物，它們將趨于降低LCL 中的晶粒間交換耦合。因為LCL晶界與它所接觸的MAG2 (或MAG1 )層 的通常偏析和退耦的晶粒的邊界交疊，且LCL和MAG2 (或MAG1 )晶粒 強烈地垂直耦合，所以LCL在MAG2 (或MAG1 )中引入了有效的晶粒間
(或LCL+MAG1 )系統(tǒng)成為可能。總LCL+MAG2厚度可以在約2-10nm的 范圍內(nèi)，優(yōu)選地在約3-7nm的范圍內(nèi)。總LCL+MAG1厚度可在約3-20nm 的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在約5-15nm的范圍內(nèi)?？侺CL+MAG2 (或LCL+MAG1 ) 厚度的LCL部分應在約10-90%之間，優(yōu)選范圍為約20-60%。通過改變厚度 并測量盤的性能以確定哪個厚度為組合LCL+MAG2 (或LCL+MAG1 )系統(tǒng) 提供最適合程度的晶粒間交換耦合，能試驗地確定優(yōu)化LCL厚度。
形成在RL上的OC可以是非晶的"類金剛石"碳膜或其它已知的保護 性外涂層，比如Si的氮化物、BN或B4C。
通過針對圖7C的實施方式的單個磁島的磁模擬計算，本發(fā)明的介質(zhì)的 優(yōu)點已得以評估。在該模型中，示意性地示于圖8, MAG2和MAG1晶粒 10、 20被模擬為兩個耦合的Stoner-Wohlfarth顆粒，每個顆粒具有單軸的基 本上垂直的磁各向異性。MAG1和MAG2具有相同的各向異性場Hk并借助 調(diào)節(jié)鐵磁耦合強度Hj的耦合層(CL)而耦合。在此模型中，假設寫頭產(chǎn)生的 磁場H以角e施加，這對于MAG1和MAG2層兩者是相等的，但在上部層 MAG2中比在MAG1中更強，即H2〉H1 。為了數(shù)值模擬，假設H2=2H1, 但從根本上，任何場關(guān)系H2〉H1都展示相同的效果。
圖9A-9B和圖10A-10B展示模擬的結(jié)果。圖9A是針對磁場角度9=10 度計算的平均翻轉(zhuǎn)場〈Hs〉作為層間耦合強度H;的函數(shù)的曲線圖，并示出對 于Hj/HK的優(yōu)化值大為降低的〈Hp。圖9B是以HK計的翻轉(zhuǎn)場分布(SFD)寬 度aHs的曲線圖，也是層間耦合強度Hj的函數(shù)且針對磁場角度0=10度計算， 此圖示出對于Hj/HK優(yōu)化值的減小的SFD寬度。
圖10A-10B示出翻轉(zhuǎn)場Hs的磁場角度相關(guān)性，用于單層RL結(jié)構(gòu)與根 據(jù)圖7C的實施方式的交換彈簧RL結(jié)構(gòu)對比。圖IOA示出優(yōu)于單層RL(曲 線404 )的交換彈簧RL結(jié)構(gòu)(曲線402 )的改善的可寫性(對于所有石茲場角度更低的所需翻轉(zhuǎn)場hs)。圖ioB示出,在按完全對準情況(e = o)歸一化時，
必要的翻轉(zhuǎn)場Hs對于交換彈簧RL結(jié)構(gòu)(曲線406)比對于單層RL (曲線 408 )基本上降低更小，這意味著磁頭的邊緣場更不能翻轉(zhuǎn)相鄰軌道上的磁 島的磁化。這種交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與全面減小的SFD寬度(圖10B) 一起，改善了軌道精度并抑制相鄰軌道的蓋寫，并為更魯棒的記錄性能給予 了更好地卩艮定的4九道下游寫窗口 (down-track write window)。
對于如圖7B所示的交換彈簧RL結(jié)構(gòu)，實驗地證實了 SFD的改善。在 此實例中，MAG1是4Co(2.5A)/Pd(14A)雙層的高HK Co/Pd多層，MAG2是 2Co(2A)/Ni(6A)雙層的低HK Co/Ni多層。此結(jié)構(gòu)示出大約為8Co(4.5A)/Pd(9A) 雙層制成的傳統(tǒng)單RL結(jié)構(gòu)的一半的SFD寬度。如上面所解釋的，歸因于 Co/Pd和Co/Ni的各向異性由不同的機制支配從而兩種不同疊層內(nèi)的各向異 性的局部變化獨立且因此不關(guān)聯(lián)的事實，SFD的這種改善是可以的。
術(shù)人員理解的是，可以進行各種形式和細節(jié)上的變化，而不偏離本發(fā)明的精
中規(guī)定的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種圖案化磁記錄介質(zhì)，包括 基底；該基底上的且由基本上非磁的區(qū)域隔開的多個離散的磁島，每個磁島具 有磁記錄層結(jié)構(gòu)，該磁記錄層結(jié)構(gòu)包括具有平面外易^茲化軸的第一鐵磁層和 具有平面外易磁化軸的第二鐵磁層，該第二鐵磁層與該第 一鐵磁層鐵磁交換 耦合。
2. 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中該第一鐵^t層包括顆粒多晶鈷合金和 Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或多種的氧化物；該第二鐵不茲層包括 與該第 一鐵磁層接觸的用于增強該第 一鐵磁層中的晶粒間交換耦合的橫向 耦合層，該第二鐵磁層由選自Co和鐵磁Co合金組成的組的材料形成。
3. 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層具有很大 程度上不同的各向異性場。
4. 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層具有很大 程度上相似的各向異性場。
5. 如權(quán)利要求4所述的介質(zhì)，其中所述第一鐵磁層和第二鐵磁層中的一 個的各向異性場是所述第一鐵磁層和第二鐵磁層中的另一個的各向異性場 的至少70%。
6. 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，還包括該第一鐵磁層和該第二鐵磁層之間 的并允許該第 一鐵磁層與該第二鐵磁層的鐵磁耦合的耦合層。
7. 如權(quán)利要求6所述的介質(zhì)，其中該耦合層由選自以下組的材料形成， 該組由(a)Co少于約65原子百分比的RuCo合金、(b)Co少于約65原子百分 比的RuCoCr合金、以及(c)Cr和B的合含量大于約30原子百分比的Co與 Cr和B中的一種或更多種的合金組成。
8. 如權(quán)利要求7所述的介質(zhì)，其中該耦合層還包括選自Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B組成的組的一種或多種元素的一種或多種氧化物。
9. 如權(quán)利要求6所述的介質(zhì)，其中該耦合層包括選自Pt、 Pd、 Pt基合 金和Pd基合金組成的組的材料。
10. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，還包括與所述第一鐵磁層和第二鐵^t層 中的至少 一 個接觸的用于調(diào)節(jié)所述至少 一 個鐵磁層的晶粒間交換耦合的鐵》茲橫向耦合層。
11. 如權(quán)利要求IO所述的介質(zhì)，其中該第一鐵石茲層位于該基底和該第二 鐵磁層之間，且該第二鐵磁層位于該第 一鐵磁層和該鐵磁橫向耦合層之間。
12. 如權(quán)利要求IO所述的介質(zhì)，其中該第一鐵;茲層位于該基底和該第二鐵眉茲層之間，且該鐵磁橫向耦合層與該第一鐵7磁層接觸并位于該第一鐵磁層 和該第二鐵磁層之間。
13. 如權(quán)利要求IO所述的介質(zhì)，其中該鐵磁橫向耦合層選自Co和鐵磁 Co合金組成的組。
14. 如權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中該鐵磁橫向耦合層是鐵磁Co合金， 其包括Cr和自B和Pt組成的組選出的元素。
15. 如權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中該鐵^t橫向耦合層是本質(zhì)上由僅 Co和Cr構(gòu)成的鐵石茲合金。
16. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層中的至 少一個是顆粒多晶鈷合金。
17. 如權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，其中所述至少一個鐵磁層還包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或多種的氧化物。
18. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層中的至 少一個是自Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt、 Fe/Pd和Co/Ni多層組成的組選出的多層。
19. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所述多個磁島中的每一個還包括自 該基底大致垂直伸出的立柱，其中該記錄層結(jié)構(gòu)位于該立柱的端部上。
20. 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，還包括該基底上的透石茲材料襯層、以及 該襯層和該第一鐵磁層之間的用于防止該襯層和該第一鐵磁層之間的磁交 換耦合的交換中斷層。
21. —種圖案化垂直磁記錄盤，包括具有大致平的表面和從所述表面大致垂直伸出的多個分隔開的立柱的 基底；以及每個立柱的頂部上的記錄層結(jié)構(gòu)，該記錄層結(jié)構(gòu)包括具有平面外易磁化 軸的第 一鐵磁層和具有平面外易磁化軸的第二鐵磁層，該第二鐵磁層與該第 一鐵磁層鐵磁交換耦合。
22. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中該第一鐵磁層包括顆粒多晶鈷合金和 Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或多種的氧化物；該第二鐵石茲層包括與該第 一鐵磁層接觸的用于增強該第 一鐵磁層中的晶粒間交換耦合的橫向耦合層，該第二鐵磁層由自Co和鐵磁Co合金組成的組選出的材料形成。
23. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層由包括選 自Co、 Fe、 Pt和Pd組成的組的一種或多種元素的材^i"形成；其中該基底包 括Si;且其中該基底還包括在所述立柱之間的所述基底表面的基本非磁的區(qū) 域，所述非》茲的區(qū)域包括Si和所述至少一種^皮選元素的化合物。
24. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層具有很大 程度上不同的各向異性場。
25. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中所述第一鐵,茲層和第二鐵^磁層中的一 個的各向異性場是所述第一鐵磁層和第二鐵磁層中的另一個的各向異性場 的至少70%。
26. 如權(quán)利要求21所述的盤，還包括該第一鐵磁層和該第二鐵磁層之間 的并允許該第 一鐵磁層與該第二鐵磁層的鐵磁耦合的耦合層。
27. 如權(quán)利要求26所述的盤，其中該耦合層由自以下組選出的材料形 成，該組由(a)Co少于約65原子百分比的RuCo合金、(b)Co少于約65原子 百分比的RuCoCr合金、(c)Cr和B的合含量大于約30原子百分比的Co與 Cr和B中的一種或更多種的合金、以及(d)自Pt、 Pd、 Pt基合金和Pd基合 金組成的組選出的材料構(gòu)成。
28. 如權(quán)利要求21所述的盤，還包括與所述第一鐵磁層和第二鐵磁層中的至少 一個接觸的用于調(diào)節(jié)所述至少 一個鐵磁層的晶粒間交換耦合的鐵磁 橫向耦合層。
29. 如權(quán)利要求28所述的盤，其中該第一鐵磁層位于該基底和該第二鐵 磁層之間，且該第二鐵磁層位于該第一鐵-磁層和該鐵^茲橫向耦合層之間。
30. 如權(quán)利要求28所述的盤，其中該第一鐵;茲層位于該基底和該第二鐵 磁層之間，且該鐵磁橫向耦合層與該第一鐵》茲層接觸并位于該第一鐵;茲層和 該第二鐵》茲層之間。
31. 如權(quán)利要求28所述的盤，其中該鐵磁橫向耦合層選自Co和鐵磁 Co合金組成的組。
32. 如權(quán)利要求31所述的盤，其中該鐵》茲橫向耦合層是包括Cr和自B 和Pt組成的組選出的元素的鐵》茲Co合金。
33. 如權(quán)利要求31所述的盤，其中該鐵^磁橫向耦合層是本質(zhì)上由僅Co和Cr構(gòu)成的鐵磁合金。
34. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層中的至少 一個是顆粒多晶鈷合金。
35. 如權(quán)利要求34所述的盤，其中所述至少一個鐵磁層還包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或多種的氧化物。
36. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中該第一鐵磁層和第二鐵磁層中的至少 一個是自Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt、 Fe/Pd和Co/Ni多層組成的組選出的多層。
37. 如權(quán)利要求21所述的盤，其中所述磁島以多個大致同心圓軌道布置 在該基底上。
38. —種垂直磁記錄盤驅(qū)動器，包括 如權(quán)利要求21的盤；寫頭，用于在大致垂直于該基底的表面的方向上^f茲化該立柱的頂部上的 該記錄層結(jié)構(gòu)，該立柱從該基底的表面伸出；以及讀頭，用于一企測該立柱頂部上的該一磁化的記錄層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了圖案化垂直磁記錄介質(zhì)及使用該介質(zhì)的磁記錄系統(tǒng)。該介質(zhì)具有離散的磁島，每個島具有包括兩個交換耦合的鐵磁層的記錄層(RL)結(jié)構(gòu)。RL結(jié)構(gòu)可為“交換彈簧”RL結(jié)構(gòu)，其中有時稱為交換彈簧層(ESL)的上部鐵磁層(MAG2)鐵磁耦合到有時稱為介質(zhì)層(ML)的下部鐵磁層(MAG1)。RL結(jié)構(gòu)也可包括MAG1和MAG2間的耦合層(CL)，其允許鐵磁耦合。MAG1和MAG2間的層間交換耦合可通過調(diào)節(jié)CL的材料和厚度而部分地優(yōu)化。RL結(jié)構(gòu)也可包括與MAG1和MAG2至少之一接觸的鐵磁橫向耦合層(LCL)以調(diào)整其所接觸的鐵磁層(MAG2或MAG1)中的晶粒間交換耦合。LCL中的鐵磁合金具有比其所接觸的鐵磁合金(MAG2或MAG1)大得多的晶粒間交換耦合。
文檔編號G11B5/09GK101312050SQ20081009001
公開日2008年11月26日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者埃里克·E·富勒頓, 奧拉夫·赫爾維格, 安德烈亞斯·K·伯杰, 拜倫·H·倫格斯菲爾德三世, 歐內(nèi)斯托·E·馬里內(nèi)羅 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司