專利名稱：垂直磁記錄交換彈簧型介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及垂直磁記錄介質(zhì)，例如磁記錄硬盤驅(qū)動器中使用的垂直
》茲記錄盤，更具體地涉及具有"交換彈簧(exchange spring)"記錄層結(jié)構(gòu)的垂 直,茲記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
水平或縱向磁記錄介質(zhì)是磁記錄硬盤驅(qū)動器中使用的傳統(tǒng)介質(zhì)，該介質(zhì) 中記錄位大致平行于盤基表面和平面記錄層的表面取向。垂直磁記錄介質(zhì)提 供了通向磁記錄硬盤驅(qū)動器的超高記錄密度的希望之路，該介質(zhì)中記錄位以 大致垂直的或自平面向外的取向(即，不平行于盤基表面和記錄層表面)存 儲在記錄層中。普通類型的垂直磁記錄系統(tǒng)是使用"雙層"介質(zhì)的系統(tǒng)。這 種類型的系統(tǒng)示于圖1,其具有單寫極型記錄頭。雙層介質(zhì)包括位于形成在 盤基上的"軟"或較低矯頑力透磁襯層(SUL)上的垂直磁數(shù)據(jù)記錄層(RL)。 RL通常為顆粒(granular)鐵磁鈷合金，例如具有c軸大致垂直于RL取向的六 方密堆(hcp)晶體結(jié)構(gòu)的CoPtCr合金。
SUL用作自記錄頭的寫極至返回極的磁場的磁通返回路徑。圖1中， RL被顯示為具有垂直記錄或^f茲化區(qū)，相鄰區(qū)具有相反的,茲化方向，如箭頭 所示。相鄰的相反指向的磁化區(qū)之間的磁轉(zhuǎn)變作為記錄位是讀元件或頭可以 探測的。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)垂直磁記錄盤的橫截面的示意圖，示出作用于記錄層 RL的寫入場H。該盤也包括硬盤基，所述盤基為后續(xù)設(shè)置的層提供基本上 平坦的表面。形成在盤基表面上的基本上平坦的層也可以包括用于SUL生 長的籽或開始層(OL)、用于中斷SUL透磁膜和RL間的磁交換耦合并促進(jìn) RL的外延生長的交換中斷層(EBL)、以及保護(hù)性外涂層(OC)。如圖2所示， RL位于"表觀(apparent)"記錄頭(ARH)的間隙內(nèi)，與縱向或平面內(nèi)記錄相 比，這允許明顯更大的寫入場。該ARH包括盤上方的作為真正的寫頭(RWH) 的寫極(圖1 )和在RL之下的次寫極(secondary write pole)(SWP)。 SWP得益于SUL,該SUL通過EBL而與RL退耦并在寫過程中形成RWH的磁映 像。這實(shí)際上將RL置于ARH的間隙內(nèi)，并允許RL內(nèi)的大寫入場H。然而， 此幾何結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致RL內(nèi)的寫入場H幾乎垂直于盤基表面和RL表面取向， 即沿RL晶粒的垂直易磁化軸(easy axis)取向，如具有易磁化軸2的代表性晶 粒1所示。寫入場H和RL易磁化軸的幾乎平行的排列的缺點(diǎn)在于，因?yàn)閷?晶粒磁化施加最小的轉(zhuǎn)矩，所以需要較高的寫入場以反轉(zhuǎn)磁化。而且，寫入 場/易磁化軸對準(zhǔn)增加了 RL晶粒的磁化反轉(zhuǎn)時(shí)間，如M. Benakli等人IEEE Trans. MAG 37， 1564(2001)所述。
因?yàn)檫@些原因，理論上已經(jīng)提出了 "傾斜"介質(zhì)，如K.Z. Gao等人IEEE Trans. MAG 39, 704(2003)所述，其中RL的易》茲化軸相對于表面法線傾斜高 達(dá)約45度的角，從而磁化反轉(zhuǎn)可以以較低的寫入場實(shí)現(xiàn)，且反轉(zhuǎn)時(shí)間不增 加。然而，還沒有制造RL具有傾斜易,茲化軸的高質(zhì)量記錄介質(zhì)的已知制造 工藝。
已經(jīng)提出了仿效傾斜介質(zhì)且與傳統(tǒng)制造工藝兼容的垂直記錄介質(zhì)。這種 類型的介質(zhì)使用RL中的"交換彈簧，，結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)仿效傾斜介質(zhì)的行為的 磁行為。在交換彈簧垂直記錄介質(zhì)中，RL結(jié)構(gòu)是鐵磁交換耦合的"硬，，磁 層(高矯頑力)和"軟，，磁層(低矯頑力)的復(fù)合物。中間耦合層可以設(shè)置 在硬磁層和軟磁層之間，以降低層間交換耦合的強(qiáng)度。該兩個(gè)磁層通常具有 不同的各向異性場(Hk)。(具有單軸磁各向異性Ku的鐵磁層的各向異性場Hk 是需要沿易磁化軸施加以改變磁化方向的磁場。)在有均勻?qū)懭雸鯤的情況 下，低Hk層的磁化將首先旋轉(zhuǎn)，并在高Hk層的磁化的反轉(zhuǎn)中提供幫助，一 種有時(shí)被稱為"交換彈簧，，行為的行為。R.H. Victora等人"Composite Media for Perpendicular Magnetic Recording"，正EE Trans MAG 41(2)， 537-542, Feb 2005和J.P. Wang等人"Composite media (dynamic tilted media) for magnetic recording" , Appl. Phys. Lett. 86(14) Art. No. 142504, Apr 4 2005描述了交換彈 簧垂直記錄介質(zhì)。2005年9月21日提交的且轉(zhuǎn)讓給本申請的相同受讓人的 審理中的美國專利申請11/231516描述了一種垂直》茲記錄介質(zhì)，其具有由下 部高Hk鐵磁層、上部低Hk鐵磁層和這兩個(gè)鐵磁層之間的中間耦合層形成的 交換彈簧RL結(jié)構(gòu)。
對于具有傳統(tǒng)RL的垂直記錄介質(zhì)和具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的介質(zhì)，存 在熱衰退的問題。隨著RL結(jié)構(gòu)厚度減小，磁晶(magnetic grain)變得更易受到磁衰退的影響，即已磁化的區(qū)域自發(fā)地失去其磁化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。這歸 因于小磁晶的熱活化(超順磁效應(yīng))。磁晶的熱穩(wěn)定性很大程度上取決于
KUV,其中Ku是層的磁各向異性常數(shù)，V是磁晶的體積。于是，具有高Ku 的RL對熱穩(wěn)定性是重要的。然而，在具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的介質(zhì)中，磁 層之一具有非常低的Ku，從而此層不能對RL的熱穩(wěn)定性作出貢獻(xiàn)。.
為了解決交換彈簧介質(zhì)中的熱衰退問題，2006年3月9日提交且轉(zhuǎn)讓 給本申請的相同受讓人的審理中的美國專利申請11/372295描述了一種具有 交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的垂直記錄介質(zhì)，該結(jié)構(gòu)由通過中間非磁性或弱鐵磁耦合 層鐵磁交換耦合的、具有基本上類似的各向異性場Hk的兩個(gè)鐵磁層形成。 由于寫頭在RL的上部形成了更大的磁場和更大的磁場梯度，同時(shí)場強(qiáng)在RL 內(nèi)部進(jìn)一步減小，所以上部鐵磁層可以具有高各向異性場。上部鐵磁層所在 的RL的頂部附近的高磁場和磁場梯度反轉(zhuǎn)該上部鐵磁層的磁化，該磁化于 是在下部鐵磁層的磁化反轉(zhuǎn)中提供幫助，并引起對交換彈簧介質(zhì)而言常見的 總體非均勻磁化反轉(zhuǎn)。由于此交換彈簧型RL中的兩個(gè)鐵磁層均具有高各向 異性場且充分地交換耦合，所以該介質(zhì)的熱穩(wěn)定性沒有受到危害。
采用顆粒鐵/磁鈷合金記錄層的水平,茲記錄介質(zhì)和垂直,茲記錄介質(zhì)因增 大的線記錄密度而具有增大的本征介質(zhì)噪聲。介質(zhì)噪聲起因于所記錄的磁轉(zhuǎn) 變的不規(guī)則，并導(dǎo)致讀回信號峰的隨機(jī)漂移。高介質(zhì)噪聲導(dǎo)致高誤碼率 (BER)。于是，為了獲得更高面記錄密度，需要降低記錄介質(zhì)的本征介質(zhì)噪 聲，即增大信噪比(SNR)。于是，RL結(jié)構(gòu)中的顆粒鈷合金應(yīng)當(dāng)具有被充分隔 離的細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，以減小粒間(intergranular)交換耦合，該粒間交換耦合是造 成高本征介質(zhì)噪聲的原因。鈷合金RL中晶粒偏析(grain segregation)的促進(jìn) 可以通過諸如Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物的偏析物(segregant)的 添加來實(shí)現(xiàn)。這些氧化物傾向于沉淀至晶界，并且與鈷合金的元素一起形成 非磁性的粒間材料。
然而，與水平記錄介質(zhì)(其中粒間交換耦合的完全缺乏提供最佳的SNR) 不同，在垂直記錄介質(zhì)中，在某種中間程度的粒間交換耦合的情況下實(shí)現(xiàn)最 佳SNR。而且，粒間交換耦合改善了介質(zhì)晶粒內(nèi)磁化狀態(tài)的熱穩(wěn)定性。于是， 在垂直記錄介質(zhì)中，某種程度的粒間交換耦合是有利的。
2006年9月14日提交的且轉(zhuǎn)讓給本申請的相同受讓人的審理中的美國 專利申請11/532055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)，該結(jié)構(gòu)具有與上部磁層接觸且調(diào)和上部磁層中的粒間交換耦合的橫向耦合
層(LCL)。
所需要的是具有交換彈簧RL結(jié)構(gòu)的垂直i茲記錄介質(zhì)，該交換彈簧RL 結(jié)構(gòu)具有最優(yōu)的粒間交換耦合，以除了出眾的可寫性外獲得高SNR和高熱 穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種具有RL結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)，該RL結(jié)構(gòu)包括交換彈 簧結(jié)構(gòu)和調(diào)和交換彈簧結(jié)構(gòu)內(nèi)的粒間交換耦合的鐵^磁橫向耦合層(LCL)。該 交換彈簧結(jié)構(gòu)由兩個(gè)鐵磁交換耦合磁層(MAGI和MAG2 )構(gòu)成，每個(gè)磁層 具有垂直磁各向異性。MAGI和MAG2可以具有位于其間的耦合層(CL), 該耦合層允許調(diào)整至MAGI和MAG2之間的適當(dāng)?shù)蔫F磁層間耦合強(qiáng)度。該 LCL與MAGI直接接觸，且位于MAG1之上或之下。
該LCL可以由Co或例如CoCr合金的鐵磁Co合金形成。Co合金可以 包括Pt和B之一或兩者。該LCL中的鐵磁合金具有比其所接觸的MAGI 中的鐵磁合金大得多的粒間交換耦合，MAGI中的鐵磁合金通常包括例如 Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物的偏析物。該LCL合金優(yōu)選地應(yīng)當(dāng) 不包括任何氧化物或其它非金屬偏析物，它們傾向于減小LCL中的粒間交 換耦合。由于LCL晶界與其所接觸的MAGI的常規(guī)偏析和退耦的晶粒的邊 界重疊，且LCL和MAGI晶粒垂直地強(qiáng)耦合，所以LCL引發(fā)了 MAGI中 的有效的粒間交換耦合，或者更確切地，其使得組合的LCL+MAG1系統(tǒng)具 有可調(diào)程度的粒間交換。
本發(fā)明還是一種垂直》茲記錄系統(tǒng)，其包括上述介質(zhì)和》茲記錄寫頭。
為了更充分地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)參照結(jié)合附圖的以下詳細(xì) 說明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)垂直磁記錄系統(tǒng)的示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)垂直磁記錄盤的橫截面的示意圖，示出作用于記錄層 (RL)的寫入》茲場H;
圖3A是具有交換彈簧記錄層(RL)的垂直磁記錄盤的橫截面的示意圖，該RL由兩個(gè)鐵磁交換耦合的磁層(MAGI和MAG2 )組成；
圖3B是具有交換彈簧記錄層(RL)的垂直磁記錄盤的橫截面的示意圖，
該RL由兩個(gè)被非磁性或弱鐵磁耦合層(CL)隔開的磁層(MAGI和MAG2 )
組成，磁場HI和H2分別作用于MAGI和MAG2;
圖4A是一示意圖，示出本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其中橫向耦合層(LCL)
直接沉積在MAGI上；
圖4B是一示意圖，示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中MAG1直接沉積在
UX上；
圖5A-5B是不具有LCL (圖5A )和具有LCL (圖5B )情況下的MAG1 中的晶粒和磁化的示意性示圖。
具體實(shí)施例方式
圖3A是具有交換彈簧記錄層(RL)的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直磁記錄盤的橫 截面示意圖，該RL由兩個(gè)鐵磁交換耦合的磁層(MAG1和MAG2)組成。 MAG1和MAG2均具有垂直磁各向異性。然而，MAG1和MAG2具有不同 的磁性能，從而它們對所施加的寫入場有不同的反應(yīng)。例如，MAG1和MAG2 之一可以是軟磁的，另一個(gè)可以是硬磁的。硬磁層中的磁晶粒彼此交換退耦， 這意味著硬磁層中有非常低的粒間交換耦合。通過MAG1和MAG2中晶粒 間的適當(dāng)層間交換耦合，軟/f茲晶粒在外加寫入場下將首先旋轉(zhuǎn)，同時(shí)向硬磁 晶粒提供交換場以在硬磁層中的晶粒的磁化反轉(zhuǎn)中提供幫助，于是引起仿效 有效易磁化軸的傾斜的磁化反轉(zhuǎn)。其位置更接近寫頭且通常由低Hk材料形 成的MAG2有時(shí)被稱為交換彈簧層(ESL)，下部層且通常由高Hk材料形成的 MAG1有時(shí)被稱為介質(zhì)層(ML)。
圖3B示出與先前引用的審理中的美國專利申請11/372295中描述的介 質(zhì)一樣的交換彈簧介質(zhì)，其中在MAG1和MAG2之間設(shè)置有耦合層(CL)。 此復(fù)合RL具有至少兩個(gè)鐵磁交換耦合的磁層(MAG1和MAG2)，它們被 CL隔開，每個(gè)磁層均具有大體垂直的磁各向異性并具有很大程度上相似的 各向異性場Hk。 CL在所述磁層之間提供了適當(dāng)?shù)蔫F磁耦合強(qiáng)度。復(fù)合RL 結(jié)構(gòu)利用了與深度相關(guān)的寫入場H,即總體上寫頭在RL的表面附近產(chǎn)生更 大的;茲場和更大的》茲場梯度，同時(shí)場強(qiáng)在RL內(nèi)部進(jìn)一步降低。MAG2所在 的RL的頂部附近的大磁場和磁場梯度使得MAG2能夠由高Hk材料形成。在MAG2的磁化被寫入場反轉(zhuǎn)時(shí)，其在下部磁層MAG1的磁化反轉(zhuǎn)中提供 幫助。在MAG1和MAG2的此非連貫,茲化反轉(zhuǎn)中，MAG2響應(yīng)寫入場而改 變其磁化取向，接著放大作用于MAG1的"轉(zhuǎn)矩(torque)"或反轉(zhuǎn)場，導(dǎo)致 MAG1響應(yīng)比相反沒有MAG2時(shí)所需的寫入場更弱的寫入場而改變其磁化 方向。雖然作用于MAG1的寫入場可以顯著小于作用于MAG2的寫入場， 但是因?yàn)镸AG2的磁化反轉(zhuǎn)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩，MAG1可以具有基本上相同的Hk。 于是，MAGI和MAG2可以具有很大程度上相似的各向異性場Hk，甚至可 以基本上具有相同的材料成分。
呈盤的形式的介質(zhì)以剖視圖示于圖3B，其中示出寫入場H。如圖3B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 或自平面向外(out-of-plane)的,茲化，并且受到寫入場H2的作用。MAG2晶
粒10下方的MAG1中的代表性晶粒20也具有沿易磁化軸22的垂直磁化， 并受到小于H2的寫入場Hl的作用。在存在外加寫入場H2的情況下，MAG2 通過將磁轉(zhuǎn)矩施加于MAG1上用作寫輔助層，該磁轉(zhuǎn)矩在反轉(zhuǎn)MAG1的磁 化時(shí)提供幫助。
本發(fā)明中，交換彈簧RL中具有附加層的多層RL結(jié)構(gòu)不但具有交換彈 簧RL的改善的可寫性，還有具有更高程度的粒間交換耦合的RL結(jié)構(gòu)中得 到的噪音減小和熱穩(wěn)定性提高。如圖4A中的一種實(shí)施方式所示，稱為橫向 耦合層(LCL)的附加層位于交換彈簧結(jié)構(gòu)中的MAG1之上且與之接觸。如圖 4B中的另一實(shí)施方式所示，LCL位于MAG1之下，MAG1在LCL之上且 與之接觸。LCL調(diào)和交換彈簧結(jié)構(gòu)中的粒間交換耦合。雖然LCL在圖4A和 4B中被描繪為以包括CL的交換彈簧結(jié)構(gòu)(與圖3B所示的一樣)實(shí)施，但 是該LCL也可完全應(yīng)用于沒有CL的交換彈簧結(jié)構(gòu)(與圖3A所示的一樣)。
現(xiàn)在將說明圖4A-4B所示的本發(fā)明的代表性盤結(jié)構(gòu)。硬的盤基可以是 市場上可買到的任何玻璃基底，但是也可以是具有NiP表面涂層的傳統(tǒng)鋁合 金，或任選基底，例如珪、硅堿鈣石(canasite)或碳化硅。
用于SUL生長的粘合層或OL可以是AlTi合金或類似材料，厚度為約 2-10nm。 SUL可以由透,茲材料形成，例如CoNiFe、 FeCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeTaZr、 CoFeB和CoZrNb合金。 SUL也可以是疊層或多層SUL,其由被非磁性膜隔開的多個(gè)軟磁膜形成，例 如Al或CoCr導(dǎo)電膜。SUL也可以是由被例如Ru、 Ir、或Cr或其合金的層間膜隔開的多個(gè)軟磁膜形成的疊層或多層SUL，該層間膜調(diào)和反鐵磁耦合。 EBL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(jìn)RL的外延生長。EBL可以是非必須的，但是如果使用，則 它可以是非磁性鈦(Ti)層；非電導(dǎo)材料，例如Si、 Ge和SiGe合金；例如Cr、 Ru、 W、 Zr、 Nb、 Mo、 V和A1的金屬；例如非晶CrTi和NiP的金屬合金； 例如CNx、 CHx和C的非晶碳；或自Si、 Al、 Zr、 Ti和B構(gòu)成的組選出的元 素的氧化物、氮化物或碳化物。如果使用EBL,則籽層可以在EBL的沉積 之前用在SUL之上。例如，如果Ru用作EBL,則l-8nm厚的NiFe或NiW 籽層可以;陂沉積在SUL上，然后是3-30nm厚的Ru EBL。 EBL也可以是多 層EBL。
MAG1和MAG2層可以由具有垂直磁各向異性的任何已知的非晶或顆 粒材料和結(jié)構(gòu)形成。于是，MAG1和MAG2均可以是具有例如Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物的適當(dāng)?shù)钠鑫锏睦鏑oPt或CoPtCr合金的顆 粒多晶鈷合金層。而且，MAG1和MAG2均可以由具有垂直石茲各向異性的 多層組成，例如Co/Pt、 Co/Pd、 Fe/Pt和Fe/Pd多層，所述多層含有例如上述 材料的適當(dāng)?shù)钠鑫?。另外，包含稀土元素的垂直》茲層可用于MAG1和 MAG2,例如CoSm、 TbFe、 TbFeCo、 GdFe合金。MAG1 (也稱為介質(zhì)層或 ML)和MAG2 (也稱為交換彈簧層或ESL)可以具有很大程度上不同的磁 性能，例如不同的各向異性場(Hk)，以確保它們對外加寫入場有不同的反應(yīng)， 由此具有交換彈簧行為以改善可寫性。MAG1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的層的Hk值是具有高Hk的層的 HJ直的至少70% (以及高達(dá)至少90%)),并依然具有圖3B所示介質(zhì)的如上 所述的交換彈簧行為。
CL可以是六方密堆(hcp)材料，其可以調(diào)和弱《力磁耦合，也可為MAG2 的生長提供良好的模板。由于CL必須使適當(dāng)?shù)膶娱g交換耦合強(qiáng)度成為可能， 所以其應(yīng)當(dāng)是非磁性的或弱鐵磁性的。于是，CL可以由具有低Co含量(< 約65原子百分比)的RuCo和RuCoCr合金，或者具有高Cr和/或B含量 (Cr+B〉約30原子百分比)的CoCr和CoCrB合金形成。Si氧化物或如Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物的其它氧化物可以添加到這些合金中。CL也 可以由面心立方(fcc)材料例如Pt或Pd或基于Pt或Pd的合金形成，因?yàn)檫@ 些材料使得磁層之間的可調(diào)強(qiáng)度的鐵磁耦合成為可能(即它們通過增加厚度來減小耦合)且可與介質(zhì)生長兼容。
取決于用于CL的材料的選擇，更具體地取決于CL中鈷(Co)的濃度， CL可以具有小于3.0nm的厚度，更優(yōu)選地具有約0.2nm與約2.5nm之間的 厚度。由于Co是高》茲性的，所以CL中Co的更高濃度可以通過增厚CL來 彌補(bǔ)，以實(shí)現(xiàn)MAG1和MAG2之間的優(yōu)化的層間交換耦合。通過調(diào)整CL 的材料和厚度，可以部分地優(yōu)化MAG1和MAG2之間的層間交換耦合。CL 應(yīng)當(dāng)提供充足的從而對反轉(zhuǎn)磁場(以及反轉(zhuǎn)磁場分布)有很大影響的耦合強(qiáng) 度，但該耦合強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)足夠小以不將MAG1和MAG2層牢固地耦合在一起。
LCL可以由Co、或鐵磁Co合金例如CoCr合金形成。該Co合金可以 包括Pt和B之一或兩者。在圖4A的實(shí)施方式中LCL直接沉積在MAG1上； 或者在圖4B的實(shí)施方式中LCL沉積在EBL上，且MAG1直接沉積在LCL 上。與MAG1中的鐵磁合金相比，LCL中的鐵爿磁合金具有顯著更大的粒間 交換耦合。LCL合金優(yōu)選地不應(yīng)當(dāng)包括任何氧化物或其它非金屬偏析物，它 們傾向于減小LCL中的粒間交換耦合。由于LCL晶粒邊界與其所接觸的 MAG1的常規(guī)偏析和退耦的晶粒的邊界重疊，且LCL和MAG1晶粒強(qiáng)烈地 垂直耦合，所以LCL引發(fā)了 MAG1中的有效粒間交換耦合，或者更確切地 它使得復(fù)合LCL+MAG1系統(tǒng)能夠具有可調(diào)程度的粒間交換。這示于圖 5A-5B，其示意性示出沒有LCL (圖5A)和具有LCL (圖5B )的MAG1 中的晶粒和;茲化。總的LCL+MAG1厚度應(yīng)當(dāng)在約2-15nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選 地在約3-10納米的范圍內(nèi)。總的LCL+MAG1厚度的LCL部分應(yīng)當(dāng)在約 10-卯％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(gè)厚度為復(fù)合LCL+MAG1系統(tǒng)提供最適當(dāng)程度的粒間交換耦合，可以試 驗(yàn)地確定優(yōu)化的LCL厚度。
形成在RL上的OC可以是非晶"類金剛石"碳膜或者其它已知的保護(hù) 性外涂層，例如Si的氮化物(Si-nitride)。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，在不悖離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可做形式和細(xì)節(jié)上的各 種改變。因此，所公開的發(fā)明將僅被當(dāng)作是示意性的，且僅限于所附權(quán)利要 求所確定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括基底；該基底上的且具有自平面向外的易磁化軸的第一鐵磁層；具有自平面向外的易磁化軸的第二鐵磁層，該第二鐵磁層被鐵磁交換耦合于該第一鐵磁層；以及與該第一鐵磁層接觸的鐵磁橫向耦合層LCL。
2. 如權(quán)利要求1的介質(zhì)，其中該LCL位于該基底與該第一鐵磁層之間。
3. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，其中該LCL位于該第一鐵磁層和該第二鐵磁 層之間。
4. 如權(quán)利要求1的介質(zhì)，其中該LCL選自Co和鐵磁Co合金構(gòu)成的組。
5. 如權(quán)利要求4的介質(zhì)，其中該LCL是包括Cr和選自B和Pt構(gòu)成的 組的元素的鐵磁Co合金。
6. 如權(quán)利要求4的介質(zhì)，其中該LCL是實(shí)質(zhì)上僅由Co和Cr構(gòu)成的鐵 磁合金。
7. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，還包括耦合層CL，所述耦合層在該第一鐵磁 層和該第二鐵磁層之間，且允許該第一鐵磁層與該第二鐵磁層的鐵磁交換耦合。
8. 如權(quán)利要求7的介質(zhì)，其中該LCL在該第一鐵磁層和該第二鐵磁層 之間且直接位于該第一鐵磁層上，該CL位于該LCL和該第二鐵》茲層之間。
9. 如權(quán)利要求7的介質(zhì)，其中該CL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的組合含量大于約30原子百分比的Co與Cr 和B中的一種或更多種的合金構(gòu)成。
10. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，其中該第一和第二鐵磁層中的每一個(gè)包括顆 粒多晶鈷合金和Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或更多種的氧化物。
11. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，其中該第一和第二4失》茲層的各向異性場是4艮 大程度上相似的。
12. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，其中該第一和第二鐵磁層的各向異性場是很大程度上不同的。
13. 如權(quán)利要求l的介質(zhì)，還包括該基底上的透^f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。
14. 一種垂直石茲記錄盤，包才舌 基底；該基底上的透磁材料襯層；該襯層上的且包括第一和第二交換耦合的鐵一磁層的交換彈簧結(jié)構(gòu)，所述 第一和第二鐵磁層中的每一個(gè)具有自平面向外的易磁化軸且包括顆粒多晶 鈷合金，所述第一鐵磁層還包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一種或更 多種的氧化物；以及與該第一鐵磁層接觸的鐵磁橫向耦合層(LCL)，該LCL包括含Co和Cr 的無氧化物鐵磁合金。
15. 如權(quán)利要求14的盤，其中該LCL位于該基底和該第一鐵磁層之間。
16. 如權(quán)利要求14的盤，其中該LCL位于該第一鐵磁層和該第二鐵磁 層之間。
17. 如權(quán)利要求14的盤，其中該LCL合金包括自B和Pt構(gòu)成的組選 出的元素。
18. 如權(quán)利要求14的盤，還包括耦合層CL，所述耦合層在該第一鐵磁 層和該第二鐵磁層之間，且允許該第一鐵磁層與該第二鐵磁層的鐵磁交換耦合。
19. 如權(quán)利要求18的盤，其中該LCL在該第 一鐵磁層和該第二鐵磁層 之間且直接位于該第一鐵磁層上，該CL位于該LCL和該第二鐵磁層之間。
20. 如權(quán)利要求18的盤，其中該CL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、d)Pt、 e)Pd、 f)Pt基合金、以及g)Pd基合金構(gòu) 成。
21. 如權(quán)利要求14的盤，還包括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。
22. —種垂直;茲記錄系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求14的盤；寫頭，用于磁化所述盤的該第二鐵磁層、該鐵磁交換耦合的第一鐵磁層、 以及與該第一鐵磁層接觸的該LCL中的區(qū)域；以及 讀頭，用于探測所述被磁化的區(qū)域之間的;茲轉(zhuǎn)變。
全文摘要
本發(fā)明公開了垂直磁記錄系統(tǒng)和介質(zhì)，其具有包括交換彈簧結(jié)構(gòu)和鐵磁橫向耦合層(LCL)的多層記錄層。交換彈簧結(jié)構(gòu)由均具垂直磁各向異性的兩鐵磁交換耦合的磁層(MAG1和MAG2)形成。MAG1和MAG2可具有位于其間的允許MAG1與MAG2的鐵磁交換耦合的耦合層(CL)。LCL位于MAG1上或下且直接接觸MAG1，調(diào)和MAG1中的有效粒間交換耦合。LCL中的鐵磁合金具有比MAG1中的鐵磁合金大得多的粒間交換耦合，后者通常包括如氧化物的偏析物。LCL優(yōu)選無氧化物或其他非金屬偏析物，其傾向于減小LCL中的粒間交換耦合。因LCL晶界與MAG1的常規(guī)偏析和退耦的晶粒的邊界重疊，且LCL和MAG1晶粒垂直地強(qiáng)耦合，所以LCL引發(fā)MAG1中的有效粒間交換耦合。
文檔編號G11B5/64GK101290778SQ20081009262
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者埃里克·E·富勒頓, 安德烈亞斯·K·伯杰, 戴維·T·馬古利斯, 拜倫·H·倫格斯菲爾德三世 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司