具有減小的磁頭保持間距、頭介質(zhì)間距或頭到軟底層間距的記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了具有減小的磁頭保持間距、頭介質(zhì)間距或頭到軟底層間距的記錄介質(zhì)。本發(fā)明的多個(gè)方面所包括的記錄介質(zhì)通過(guò)減小頭介質(zhì)間距、頭保持間距、或頭到軟底層間距，提高了面密度。這些方面包括用磁性材料所構(gòu)成的組件與成分來(lái)替換目前非磁性的設(shè)備組件（比如夾層和外涂層）。其它方面涉及在記錄介質(zhì)內(nèi)所沉積的磁性晶種層。較佳地，這些方面具體實(shí)現(xiàn)成方法、系統(tǒng)和/或其組件，減小了有效磁間距，而不犧牲物理間距。
【專利說(shuō)明】具有減小的磁頭保持間距、頭介質(zhì)間距或頭到軟底層間距的記錄介質(zhì)
[0001]本申請(qǐng)是 申請(qǐng)人:于2009年11月24日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00910225825.2”的、發(fā)明名稱為“具有減小的磁頭保持間距、頭介質(zhì)間距或頭到軟底層間距的記錄介質(zhì)”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]有關(guān)申請(qǐng)的交叉參照
[0003]本申請(qǐng)要求2008年11月26日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)12/324,629的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)引用在此作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及具有增大的面密度的記錄介質(zhì)，尤其涉及通過(guò)減小磁頭介質(zhì)間距、磁頭保持間距、或磁頭到軟底層間距而減小磁間距的方法、系統(tǒng)和組件。
【背景技術(shù)】
[0005]磁介質(zhì)被用于各種應(yīng)用，主要是用在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)，例如，用在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和其它記錄設(shè)備中。面密度也被稱為位密度，是指存儲(chǔ)介質(zhì)上單位面積中可填塞的數(shù)據(jù)的量。面密度通常是以每平方英寸有多少GB (千兆位)來(lái)測(cè)量的。目前的磁盤(pán)和光盤(pán)所具有的面密度是每平方英寸有幾個(gè)GB。人們正努力將介質(zhì)的記錄面密度提高到大于200GB/平方英寸。在實(shí)現(xiàn)高面密度這一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，垂直記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)于常規(guī)的縱向介質(zhì)。通常，根據(jù)磁材料的晶粒的磁疇取向，將磁記錄介質(zhì)分成“縱向的”或“垂直的”;本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)可以包括垂直的記錄介質(zhì)、縱向的記錄介質(zhì)、分立軌道記錄介質(zhì)、位組合的介質(zhì)、或熱輔助磁記錄(HAMR)介質(zhì)。
[0006]在垂直磁記錄介質(zhì)(磁層中具有垂直的各向異性的記錄介質(zhì))中，在與磁介質(zhì)表面相垂直的方向上形成了剩余磁化強(qiáng)度，所記錄的位被存儲(chǔ)在記錄層中垂直的或面外的取向中。
[0007]在常規(guī)薄膜型磁介質(zhì)中，細(xì)小晶粒的多晶磁性合金層充當(dāng)有效的記錄層。通常，記錄介質(zhì)是用含多晶CoCr或CoPt-氧化物膜制造的。在這種多晶膜中，富含Co的區(qū)域是鐵磁性的,而富含Cr或氧化物的區(qū)域則是非磁性的。相鄰鐵磁疇之間的磁性交互作用因它們之間的非磁性區(qū)域而被削弱。
[0008]使用具有垂直磁介質(zhì)的“單極”磁換能器即“磁頭”，可以獲得高線性記錄密度。寫(xiě)入換能器或磁頭可以包括主(寫(xiě)入)極以及輔助極，并且基于要存儲(chǔ)的信息位而產(chǎn)生高度集中的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)使介質(zhì)磁化方向交替變化。當(dāng)寫(xiě)入換能器所產(chǎn)生的局部磁場(chǎng)大于記錄介質(zhì)層的材料的矯頑磁力時(shí)，該位置處的多晶材料的晶粒就被磁化。在寫(xiě)入換能器所施加的磁場(chǎng)被除去之后，晶粒保持其磁化。磁化的方向匹配于所施加的磁場(chǎng)的方向。隨后，記錄介質(zhì)層的磁化可以在讀取換能器或讀取“頭”中產(chǎn)生電學(xué)響應(yīng)，從而允許所存儲(chǔ)的信息被讀取。
[0009]典型的垂直記錄系統(tǒng)使用一種具有相對(duì)厚(與磁性記錄層相比)的“軟”磁底層(SUL)和相對(duì)薄的“硬”垂直磁性記錄層的記錄介質(zhì)，還使用一種單極磁頭。磁“軟度”是指具有相對(duì)低的矯頑磁力的磁性材料，大約2-150奧斯特(Oe)或者大約IkOe更佳，比如NiFe合金(坡莫合金)或很容易磁化和消磁的材料。“硬”磁性記錄層具有相對(duì)高的矯頑磁力，比如幾千0e，通常約為2-10k0e，3-8k0e更佳，例如，這種記錄層包括具有垂直各向異性的鈷基合金(例如，像CoCrPtB這樣的Co-Cr合金,或既不容易磁化也不容易消磁的材料)。軟磁底層引導(dǎo)從磁頭發(fā)出的磁通量穿過(guò)硬的垂直磁性記錄層。較佳地，該系統(tǒng)還包括非磁性基板、至少一個(gè)非磁性?shī)A層以及任選的粘合層。較佳地，由一個(gè)或多個(gè)非磁性材料層構(gòu)成的相對(duì)薄的夾層被置于至少一個(gè)硬磁性記錄層之下，并且防止軟底層與硬磁性記錄層之間的磁交互作用，還促使該硬記錄層具有期望的微結(jié)構(gòu)和磁性質(zhì)。參見(jiàn)美國(guó)專利公報(bào)20070287031、美國(guó)專利6914749、美國(guó)專利7201977等。上述夾層可以包括用于形成夾層層疊體的多個(gè)層，這些層中的至少一個(gè)層最好包括與硬磁垂直記錄層相鄰的hep (六角形緊密填充的)材料。
[0010]磁通量φ從磁頭的主寫(xiě)入極發(fā)出，進(jìn)入并穿過(guò)該主極下方區(qū)域中的至少一個(gè)垂直取向的硬磁性記錄層，進(jìn)入SUL并在其內(nèi)前進(jìn)一段距離，然后從中出來(lái)并穿過(guò)該換能器頭的輔助極下方區(qū)域中的至少一個(gè)垂直的硬磁性記錄層。
[0011]與常規(guī)的垂直介質(zhì)(因磁性晶粒之間存在強(qiáng)橫向交換耦合而受到限制)相比，目前正開(kāi)發(fā)一種粒狀垂直磁記錄介質(zhì)，因?yàn)樗軌蜻M(jìn)一步擴(kuò)大所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的面密度。粒狀(意味著面內(nèi)的晶粒本質(zhì)上是不連續(xù)的)垂直記錄介質(zhì)包括粒狀垂直磁性層，該層具有被晶界分開(kāi)的磁性柱狀晶粒，而晶界則包括空隙、氧化物、氮化物、非磁性材料或它們的組合物。晶界的厚度約為2-20埃，能使磁性晶粒之間的磁交互作用減小很多。與常規(guī)的垂直介質(zhì)相比(其中垂直磁性層通常是在有氬(Ar)等惰性氣體存在時(shí)在低壓和高溫下被濺射的)，上述粒狀垂直磁性層的沉積過(guò)程是在相對(duì)較高的壓力和相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行的，并且還利用了反應(yīng)濺射技術(shù)，其中氧氣和/或氮?dú)獗灰氲嚼鐨搴脱?、氬和氮、或氬和氧和氮的氣體混合物中?；蛘撸部梢酝ㄟ^(guò)使用含氧化物和/或氮化物的濺射靶而引入氧或氮，這是在有惰性氣體(比如氬)存在的情況下進(jìn)行濺射的；或者，任選地，也可以在有氧氣和/或氮?dú)馑鶚?gòu)成的濺射氣體存在的情況下進(jìn)行濺射，同時(shí)有或沒(méi)有惰性氣體存在。氧氣和/或氮?dú)獾囊肽芴峁┻w移到晶界中的氧化物和/或氮化物，這樣，就可以提供一種粒狀垂直結(jié)構(gòu)，其晶粒之間的橫向交換耦合得以減小。參見(jiàn)美國(guó)專利公報(bào)20060269797。這種晶界的引入可以增大記錄/存儲(chǔ)介質(zhì)的面密度。
[0012]在所述介質(zhì)中插入各種層，可形成層疊結(jié)構(gòu)。該介質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)包括位于多晶層內(nèi)的晶界。因?yàn)橛泊胖饔涗泴幼詈猛庋拥匦纬捎谏鲜鰥A層上，所以每一個(gè)多晶層的晶粒都具有大致相同的寬度(在水平方向上測(cè)得的)并且垂直配準(zhǔn)(即垂直地“相關(guān)”或?qū)?zhǔn))。完成的層疊體是一種保護(hù)性的外涂層，比如由類金剛石的碳(DLC)構(gòu)成且形成于硬磁層之上，并且潤(rùn)滑頂層(比如由全氟代聚醚材料構(gòu)成)形成于該保護(hù)性外涂層之上。上述垂直記錄介質(zhì)也可以包括與軟磁底層(SUL)相鄰的晶種層，并且最好包括非晶材料和面心立方晶格結(jié)構(gòu)(fee)材料中的至少一種。術(shù)語(yǔ)“非晶”是指這種材料在X射線衍射圖案中與背景噪聲相比沒(méi)有呈現(xiàn)出任何峰值。根據(jù)本發(fā)明的非晶層可以包括非晶相的納米微晶或任何其它形式的材料，只要該材料在X射線衍射圖案中與背景噪聲相比沒(méi)有呈現(xiàn)出任何峰值就可以。晶種層促成了底層的特定晶體織構(gòu)的成核過(guò)程。通常，晶種層是非磁性基板上首先沉積的層。該層的作用是使接下來(lái)含Cr的底層的晶體取向具有紋理或?qū)R。晶種層、底層和磁性層通常在惰性氣體(比如氬)環(huán)境中按順序地被濺射沉積在基板上。
[0013]垂直層疊的磁性層包括所謂的“粒狀”記錄層(其中，磁性晶粒僅僅是橫向地弱交換耦合著)和連續(xù)層(其中，磁性晶粒橫向地強(qiáng)交換耦合著)，這些層以確定的記錄介質(zhì)配置鐵磁地耦合在一起。在這種介質(zhì)中，整個(gè)連續(xù)的磁性層可以與粒狀磁性層中的每一個(gè)晶粒耦合著(從而形成垂直交換耦合的復(fù)合體-“ECC”)。參見(jiàn)美國(guó)專利7201977。
[0014]晶粒非常細(xì)小的磁記錄介質(zhì)可能具有熱不穩(wěn)定性。一個(gè)解決方案是通過(guò)鐵磁性記錄層與另一個(gè)鐵磁層或反鐵磁層的耦合來(lái)提供穩(wěn)定化處理。這可以通過(guò)提供一種穩(wěn)定化的磁記錄介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種穩(wěn)定化的磁記錄介質(zhì)由至少一對(duì)鐵磁層構(gòu)成，這些鐵磁層通過(guò)插入其間的薄非磁性間隔層而反鐵磁地耦合("AFC")。該耦合有望增大每一個(gè)磁性晶粒的有效體積，由此增大其穩(wěn)定性；在確定穩(wěn)定性增大方面，上述鐵磁層對(duì)之間的耦合強(qiáng)度是關(guān)鍵的參數(shù)。與不連續(xù)的鐵磁層相比，連續(xù)的鐵磁層具有更低的矯頑磁力；非磁性間隔層在連續(xù)的鐵磁層和不連續(xù)的鐵磁層之間提供了磁性耦合或反鐵磁耦合，這取決于其厚度。較佳地，上面的和下面的磁性層的磁性晶粒是以垂直對(duì)準(zhǔn)的方式生長(zhǎng)的，并且其尺寸相等或大約相等；否則，每一對(duì)鐵磁層中所寫(xiě)入的區(qū)域可能不一致。美國(guó)專利6777112。
[0015]基板通常是盤(pán)片形狀的，并且可以包括玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、NiP/鋁、金屬合金、塑料/聚合物材料、陶瓷、玻璃-聚合物、復(fù)合材料、非磁性材料、或它們的組合體或?qū)訅后w。參見(jiàn)美國(guó)專利7060376。生產(chǎn)磁記錄剛性盤(pán)片所通常使用的基板材料包括鋁-鎂(Al—Mg)合金。這種Al—Mg合金通常被無(wú)電極電鍍上一層厚度約為15微米的NiP，以增大基板的硬度，由此，提供適合的拋光表面以提供所需的表面粗糙度或紋理。任選的粘合層(如果存在于基板表面上的話)通常包括厚度小于200埃的金屬層或金屬合金材料層(比如T1、Ti基合金、Ta、Ta基合金、Cr、或Cr基合金)。
[0016]相對(duì)較厚的軟磁底層通常由50_300nm厚的軟磁性材料層構(gòu)成，比如N1、Co、Fe、含F(xiàn)e的合金(比如NiFe (坡莫合金)、FeN、FeSiAl、FeSiAlN)、含Co的合金(比如CoZr、CoZrCr、CoZrNb)、或含Co — Fe的合金(比如CoFeZrNb、CoFe、FeCoB、FeCoC)。相對(duì)較薄的夾層層疊體通常包括50-300埃厚的一層或多層非磁性材料。該夾層層疊體包括hep材料的至少一個(gè)夾層，比如Ru、TiCr> Ru/CoCr37Pt6、RuCr/CoCrPt等，與硬磁垂直記錄層相鄰。當(dāng)存在的時(shí)候，與軟磁底層(SUL)相鄰的晶種層通?？梢园ê穸刃∮?00埃的fee材料層，比如Cu、Ag、Pt或Au的合金或非晶材料或晶粒細(xì)小的材料，比如Ta、Taff, CrTa, T1、TiN, Tiff或TiCr。至少一個(gè)硬磁性垂直記錄層通常由10-25nm厚的Co基合金層構(gòu)成,該合金包括選自Cr、Fe、Ta、N1、Mo、Pt、W、Cr、Ru、T1、S1、O、V、Nb、Ge、B 和 Pd 中的一個(gè)或多個(gè)元素。
[0017]在上述常規(guī)介質(zhì)類型中，縱向介質(zhì)比垂直介質(zhì)開(kāi)發(fā)得更久，并且在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)十年。在這期間，各種組件和子系統(tǒng)(比如換能器頭、信道和介質(zhì))都已反復(fù)地優(yōu)化過(guò)，為的是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中有效地工作。然而，目前普遍認(rèn)為，縱向記錄作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在走向盡頭，因?yàn)槲锢順O限實(shí)際上抑制了記錄面密度的進(jìn)一步增大。
[0018]另一方面，預(yù)計(jì)垂直介質(zhì)在計(jì)算機(jī)相關(guān)記錄應(yīng)用中能替代縱向介質(zhì)，并且繼續(xù)向前發(fā)展，使記錄面密度進(jìn)一步增大到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)縱向介質(zhì)。然而，與縱向介質(zhì)和記錄技術(shù)的方方面面相比，垂直介質(zhì)和記錄技術(shù)開(kāi)發(fā)得還不夠好。具體來(lái)講，垂直磁記錄技術(shù)的每一個(gè)單獨(dú)的組件(其中包括換能器頭、介質(zhì)和記錄通道)與縱向記錄技術(shù)的相應(yīng)組件相比，開(kāi)發(fā)得不夠完全，也不太優(yōu)化。結(jié)果，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)(即縱向介質(zhì)和系統(tǒng))而言，使用垂直介質(zhì)和系統(tǒng)所能得到的益處是很難估計(jì)的。
[0019]高密度垂直記錄介質(zhì)需要小心控制和平衡若干磁學(xué)屬性，其中包括:各向異性要足夠高，以能夠?qū)崿F(xiàn)熱穩(wěn)定并與高梯度磁頭相兼容；開(kāi)關(guān)場(chǎng)要足夠低，以能夠用磁頭進(jìn)行寫(xiě)入；橫向交換耦合要足夠低，以在磁性晶?；虼刂g維持很小的相關(guān)長(zhǎng)度，并且橫向交換耦合還要足夠高，以維持較窄的開(kāi)關(guān)場(chǎng)分布(SFD);并且晶粒到晶粒的磁學(xué)屬性的均勻性足以維持熱穩(wěn)定性并使SFD最小化。
[0020]隨著記錄密度繼續(xù)增大，有必要制造更小的晶粒結(jié)構(gòu)，以使位中的磁性粒子數(shù)維持在相似的數(shù)值。更小的晶粒結(jié)構(gòu)對(duì)非均勻性(比如晶粒之內(nèi)的各向異性的變化)更敏感，并且也需要更高的各向異性以維持熱穩(wěn)定性，由此對(duì)可寫(xiě)入性造成不利影響。因此，需要一種可寫(xiě)入性得到改進(jìn)、更窄的SFD中有更少的缺陷且各種性質(zhì)的均勻性得到改進(jìn)的介質(zhì)。
[0021]目前提高面密度的方法都集中在操縱和調(diào)整各種器件的磁性記錄層內(nèi)的單元。然而，頭介質(zhì)間距(HMS)(磁寫(xiě)入頭和磁性記錄層之間的距離，不包括頭或記錄層上的外涂層和潤(rùn)滑涂層)和頭保持間距(HKS)(寫(xiě)入頭空氣軸承表面和SUL之間的間隙)或頭到SUL間距是限制面密度的主要因素。隨著HMS/HKS的減小，面密度在增大。參照?qǐng)D1。每減小一埃，都可以顯著增大面密度。同時(shí)，場(chǎng)梯度也得以改進(jìn)。然而，減小HMS/HKS是非常困難的，近年來(lái)，在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)記錄和存儲(chǔ)行業(yè)中HMS/HKS的減小已經(jīng)進(jìn)展緩慢。
[0022]限制面密度增大的主要因素之一是，常規(guī)的標(biāo)度律無(wú)法維持了，換句話說(shuō)，無(wú)法用頭幾何尺寸的減小來(lái)標(biāo)定HMS/HKS。此外，HMS/HKS物理間隔的減小可能不是期望的，因?yàn)樽罴盐锢黹g隔量可能對(duì)介質(zhì)帶來(lái)許多好處，比如磁性記錄層中的功能性垂直取向、晶粒分離和合適的晶粒尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]通過(guò)克服目前關(guān)于減小HMS、HKS或SUL的各種限制，同時(shí)打破比例投影極限，本發(fā)明的各個(gè)方面優(yōu)化了記錄器件的面密度。各個(gè)實(shí)施方式涉及由順磁性或鐵磁性材料所構(gòu)成的介質(zhì)存儲(chǔ)或記錄器件(比如垂直記錄介質(zhì)、縱向記錄介質(zhì)、分立軌道記錄介質(zhì)、位圖案化介質(zhì)、或熱輔助磁記錄(HAMR)介質(zhì))，以替代目前各種器件的非磁性組件(比如介質(zhì)外涂層、磁頭外涂層、或夾層)。較佳地，在記錄過(guò)程中，有效的或磁的HMS、HKS、或頭到軟底層間距得以減小，而并不犧牲物理間距。
[0024]一個(gè)實(shí)施方式涉及磁記錄器件，它包括磁性記錄層以及在該磁性記錄層頂部之上單獨(dú)的順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層。較佳地，順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層包括Fe、Co、N1、C、N1-Fe-C、N1-Co-C、或它們的組合。
[0025]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括順磁性或鐵磁性?shī)A層的器件。較佳地，順磁性或鐵磁性?shī)A層是粒狀的，并且包括釕(Ru)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、碳(C)、晶體磁性材料、或它們的組合。更佳地，順磁性或鐵磁性?shī)A層包括含Ru的顆粒層，該層位于兩個(gè)由RuCo構(gòu)成的顆粒層之間，這是一種夾層結(jié)構(gòu)，其中這兩個(gè)RuCo層的厚度約為1-200?；?00埃，其中Ru層的厚度約為0.1-100?；?0埃。較佳地，Ru層反鐵磁地耦合到這兩個(gè)RuCo層之一或兩者，較佳地，每一個(gè)RuCo層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為100-1000emu/cc或大于1000emu/cc。較佳地，該器件包括分離的含Ru的顆粒層，該層被沉積在上述夾層結(jié)構(gòu)之上和磁性記錄層之下，其中，該分離的含Ru的顆粒層的厚度約為0-100埃、10-70埃、或60埃。
[0026]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括順磁性或鐵磁性?shī)A層、順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、沉積在磁寫(xiě)入頭的表面上的順磁性或鐵磁性頭外涂層、或它們的組合的器件，其中，夾層、介質(zhì)外涂層、和/或頭外涂層所具有的飽和磁化強(qiáng)度約為lOO-lOOOemu/cc、大于400emu/cc、大于500emu/cc、大于800emu/cc、或大于IOOOemu/cc。較佳地,所述順磁性或鐵磁性?shī)A層的厚度約為1-1000埃、1-500埃、10-500埃、100-500埃、200-400埃、或250-350埃。較佳地，所述順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層的厚度約為0.1-100?；?.5-50埃。較佳地，所述順磁性或鐵磁性頭外涂層的厚度約為0.1-100?；?.5-50埃。
[0027]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括順磁性或鐵磁性?shī)A層、順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、順磁性或鐵磁性頭外涂層、或它們的組合的器件，其中與沒(méi)有順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、順磁性或鐵磁性頭外涂層、順磁性或鐵磁性?shī)A層、或它們的組合的器件相比，該實(shí)施方式的器件所具有的頭介質(zhì)間距(HMS)或頭保持間距(HKS)的有效磁間距減小了約0.1-100埃、1-50埃、1-30埃、1-10埃、或10-20埃，該實(shí)施方式的器件還具有增大的面密度、最大寫(xiě)入場(chǎng)、或場(chǎng)梯度。較佳地，面密度增大了約5%、10%、15%、20%、25%、或更大。
[0028]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種制造磁記錄設(shè)備的方法，該方法包括:在基板上沉積軟磁底層(SUL);在SUL上沉積磁性記錄層；以及在磁性記錄層頂部之上沉積順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層。較佳地，該方法還包括在SUL和磁性記錄層之間沉積順磁性或鐵磁性?shī)A層。較佳地，順磁性或鐵磁性?shī)A層包括含Ru的顆粒層，該層反鐵磁地耦合到兩個(gè)由RuCo構(gòu)成的顆粒層之間，這是一種夾層結(jié)構(gòu)，其中這兩個(gè)RuCo層的厚度約為1-200?；?00埃，其中Ru層的厚度約為0.1-100?；?0埃。較佳地，該方法還包括在順磁性或鐵磁性?shī)A層之下且在SUL之上沉積連續(xù)的晶種層，該晶種層包括鉭(Ta)、RuCr、磁性材料、極化材料、NiFe、N1、鈀(Pd)、鉬(Pt)、銠(Rh)、或它們的組合，其中該晶種層的厚度約為1-100埃、50-100埃、60埃。
[0029]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括在磁寫(xiě)入頭的表面上沉積順磁性或鐵磁性頭外涂層的方法。較佳地，與沒(méi)有順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、順磁性或鐵磁性?shī)A層、或它們的組合的器件相比，順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、順磁性或鐵磁性?shī)A層、順磁性或鐵磁性頭外涂層、或它們的組合使該器件的頭介質(zhì)間距(HMS)或頭保持間距(HKS)的有效磁間距減小了約0.1-100埃，使該器件的面密度增大了約10-25%。
[0030]另一個(gè)實(shí)施方式涉及通過(guò)這些實(shí)施方式的方法中的任一種方法或其組合而制造的磁記錄設(shè)備。
[0031]其它實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)會(huì)在下面的說(shuō)明書(shū)中得到部分闡明，也可以從說(shuō)明書(shū)或其實(shí)踐中變得顯而易見(jiàn)。然而，闡述這些示例并不打算作任何限制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1示出了關(guān)于HMS/HKS的靈敏度的有限元方法(FEM)仿真結(jié)果。這些結(jié)果顯示了 HMS/HKS的減小導(dǎo)致了最大寫(xiě)入場(chǎng)和場(chǎng)梯度的增大。記錄頭幾何尺寸、該頭和介質(zhì)的磁性參數(shù)在這些仿真過(guò)程中全是相同的；只有HMS/HKS值發(fā)生變化。
[0033]圖2 (a)描繪了用于垂直記錄系統(tǒng)的微磁仿真模型。該模型包括具有遮蔽極的單極頭、介質(zhì)磁性層和SUL，并且考慮到了該介質(zhì)所經(jīng)受的典型的場(chǎng)，其中包括所施加的(外部的)場(chǎng)、晶體各向異性場(chǎng)、靜磁場(chǎng)和交換場(chǎng)。
[0034]圖2 (b)描繪了在對(duì)數(shù)-正態(tài)分布中的晶粒尺寸分布和Hk值分布；并且還描繪了通過(guò)5°角的Hk角度分布。
[0035]圖3示出了介質(zhì)/夾層磁導(dǎo)率的影響，其中包括隨著介質(zhì)/夾層磁導(dǎo)率的增大，垂直寫(xiě)入場(chǎng)有所改善。
[0036]圖4示意性地描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。磁性記錄層的外涂層是基于磁性材料的。
[0037]圖5示意性地描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。磁性記錄層的外涂層是基于磁性材料的。上述夾層是由晶體磁性材料制成的。
[0038]圖6示意性地描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中包括被抗蝕性磁性層替代的磁性層頂部的一部分。
[0039]圖7示出了一個(gè)實(shí)施方式的示意圖，其中包括RuCo/Ru/RuCo粒狀?yuàn)A層,還包括連續(xù)的晶種層和SUL。
【具體實(shí)施方式】
[0040]一個(gè)實(shí)施方式涉及一種獨(dú)特的介質(zhì)設(shè)計(jì)，通過(guò)把其磁導(dǎo)率比常用材料要高的材料引入到夾層、潤(rùn)滑劑、介質(zhì)磁性層外涂層、磁寫(xiě)入頭外涂層、或它們的組合中，該設(shè)計(jì)能夠減小磁間距。較佳地，在沒(méi)有減小物理間距的情況下，減小磁間距。磁導(dǎo)率更高的材料可以包括鐵磁材料、順磁性材料、或它們的組合。
[0041]所實(shí)現(xiàn)的間距減小是指有效磁間距的減小，這是用物理間距除以磁導(dǎo)率而計(jì)算出的。寫(xiě)入頭和/或讀取頭所感覺(jué)到的磁間距由此取決于所測(cè)量的層或空間的物理間距(或物理厚度)除以所考慮的層或空間的相對(duì)磁導(dǎo)率。磁導(dǎo)率與材料的磁矩有關(guān)，具有更高磁矩的材料具有更高的磁導(dǎo)率。較佳地，物理間距(與有效磁間距相對(duì))在記錄介質(zhì)設(shè)備的實(shí)施方式中是不減小的，以保留與物理間距有關(guān)的參數(shù)，比如磁性記錄層中的功能性垂直取向、晶粒分離和適宜的晶粒尺寸。
[0042]圖2 (a)_ (b)示出了用于現(xiàn)有技術(shù)的垂直記錄系統(tǒng)的微磁仿真模型。在按典型問(wèn)題幾何結(jié)構(gòu)制成的該模型(包括介質(zhì)磁性層230、具有屏蔽極215的單極頭210、SUL220和夾層255)中，所研究的問(wèn)題是介質(zhì)磁導(dǎo)率的影響、垂直介質(zhì)開(kāi)關(guān)速度、晶粒尺寸的影響、介質(zhì)角度和各向異性(Hk)分布情況以及動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)時(shí)的轉(zhuǎn)變參數(shù)。該模型考慮了所加的外部場(chǎng)(來(lái)自磁寫(xiě)入頭)、晶體各向異性場(chǎng)(每一種材料的本征各向異性場(chǎng))、靜磁場(chǎng)以及交換場(chǎng)(各晶粒之間的場(chǎng))。
[0043]人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，用鐵磁性、順磁性、或極化材料替代現(xiàn)有技術(shù)中目前的非磁性組件，能夠優(yōu)化可寫(xiě)性并提高面密度。非磁性材料常被用于現(xiàn)有技術(shù)的夾層，以防止軟底層與硬磁性記錄層之間的磁交互作用并且促成硬記錄層具有期望的微結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)。然而，圖3示出了隨著夾層磁導(dǎo)率的增大，寫(xiě)入場(chǎng)得到改進(jìn)。在本模型中，該介質(zhì)在10，OOOOe處對(duì)飽和磁化強(qiáng)度和各向異性作了歸一。在本方法中，沒(méi)有場(chǎng)梯度損失。
[0044]磁導(dǎo)率的增大讓有效磁間距(比如HKS、HMS、或頭到SUL間距)得以減小，而不影響實(shí)際的物理間距。對(duì)于HKS、HMS、或“頭到SUL”物理間距而言，介質(zhì)設(shè)備可以具有特定的預(yù)算或分配。物理間距通常不期望被犧牲(或減小)的原因是，夾層中的各個(gè)子層為磁性記錄層提供的優(yōu)點(diǎn)包括但不限于良好的垂直取向、良好的晶粒分離以及適宜的晶粒尺寸。
[0045]夾層、介質(zhì)頭外涂層以及盤(pán)片或介質(zhì)外涂層(比如碳外涂層[C0C])通常是介質(zhì)中的間距的主要物理厚度之源。海拔高度、溫度和濕度也影響著物理間距。通過(guò)用磁導(dǎo)率相對(duì)更高的材料(比如根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的順磁性或鐵磁性材料)來(lái)替換目前介質(zhì)設(shè)備中的非磁性組件之一或其組合，就使有效磁間距減小了，并使面密度增大了，同時(shí)物理間距并未被犧牲。在一個(gè)實(shí)施方式中，用高磁導(dǎo)率磁性材料來(lái)替換常規(guī)的盤(pán)片外涂層、盤(pán)片潤(rùn)滑齊U、頭外涂層、夾層、或其組合等的材料。較佳地，其實(shí)際效果是，就HKS、HMS以及頭到SUL間距而言，有效磁間距減小了(物理間距除以相對(duì)磁導(dǎo)率)，而物理間距沒(méi)有減小。圖3示出了改進(jìn)的介質(zhì)和/或夾層磁導(dǎo)率的影響。隨著介質(zhì)/夾層磁導(dǎo)率的增大，垂直寫(xiě)入場(chǎng)得到改進(jìn)。
[0046]—個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括磁寫(xiě)入頭和記錄介質(zhì)的記錄設(shè)備,該記錄介質(zhì)包括磁性記錄層(最好包括介質(zhì)硬層)以及位于該介質(zhì)磁性層頂部之上的分離的順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層。較佳地，順磁性或鐵磁性外涂層包括潤(rùn)滑劑。更佳地，磁性外涂層是防腐蝕的。防腐蝕層可以另外地沉積在磁性記錄層與磁性外涂層之間。此外，防腐蝕層可以較佳地替代磁性記錄層的頂部或記錄介質(zhì)的另一個(gè)組件。被并入各設(shè)備組件中的防腐蝕材料包括但不限于鐵、鎳、鈷、碳、或它們的組合物。順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層可以包括鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、碳(C)、N1-Fe-C、Ni_Co_C、或它們的組合物，并且可以具有約0.1-100?；蚣s0.5-50埃的厚度。
[0047]在另一個(gè)實(shí)施方式中，順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層替代了該設(shè)備中的盤(pán)片潤(rùn)滑齊U、碳外涂層、類金剛石碳外涂層、它們的一個(gè)部分或多個(gè)部分、或它們的組合。順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)最好約為100-1000emu/cc、大于約400emu/cc、大于約500emu/cc、大于約800emu/cc、或大于約1000emu/cc。另一個(gè)實(shí)施方式涉及順磁性或鐵磁性寫(xiě)入頭外涂層。根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方式，這種頭外涂層可以單獨(dú)使用，或者與順磁性或鐵磁性材料替換物組合起來(lái)，以減小記錄介質(zhì)設(shè)備的有效磁間距。
[0048]順磁性或鐵磁性介質(zhì)或頭外涂層所包括的碳的比例可以是1_20%、20%_80%、50%-90%、或大于90%。在一個(gè)實(shí)施方式中，順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層所包括的碳的濃度在該外涂層的垂直厚度上逐漸變化，其中碳濃度在朝著磁寫(xiě)入頭的表面的方向上更高點(diǎn)，在朝著介質(zhì)硬層的表面的方向上更低點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，碳濃度在相反方向上逐漸變化，朝著記錄介質(zhì)底部(換句話說(shuō)，朝著SUL)的濃度最高,朝著記錄介質(zhì)面對(duì)著磁寫(xiě)入頭的那個(gè)表面的濃度最低。
[0049]較佳地，與沒(méi)有順磁性或鐵磁性介質(zhì)和/或頭外涂層的設(shè)備相比，上述順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層和/或頭外涂層減小了介質(zhì)記錄設(shè)備的頭介質(zhì)間距(HMS)、頭保持間距(HKS)、頭到SUL間距、或它們的組合等的磁間距。這種磁間距的減小最好大于約0.1、大于約0.5、大于約1、大于約2、大于約5、大于約10埃、大于約20埃、大于約30埃、或大于約50埃。較佳地，與沒(méi)有磁性外涂層的設(shè)備相比，上述順磁性或鐵磁性介質(zhì)和/或頭外涂層增大了介質(zhì)記錄設(shè)備的面密度、最大寫(xiě)入場(chǎng)、場(chǎng)梯度、或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，面密度增大了約 5%、10%、15%、20%、25%、或 30% 以上。
[0050]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括順磁性或鐵磁性?shī)A層的記錄介質(zhì)，這種順磁性或鐵磁性?shī)A層最好沉積在SUL上。較佳地，順磁性或鐵磁性?shī)A層位于磁性記錄層下方。較佳地，順磁性或鐵磁性?shī)A層是顆粒狀的。順磁性或鐵磁性?shī)A層可以包括釕(Ru)、Fe、Co、N1、C、或它們的組合。在某些實(shí)施方式中，順磁性或鐵磁性?shī)A層包括晶體磁性材料。較佳地，它包含三層納米晶體膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，順磁性或鐵磁性?shī)A層被沉積在記錄介質(zhì)上，同時(shí)使用了常規(guī)的介質(zhì)硬層，具有或不具有常規(guī)的介質(zhì)外涂層。在另一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層和順磁性或鐵磁性?shī)A層被置于記錄設(shè)備中。較佳地，也使用了順磁性或鐵磁性頭外涂層。
[0051]順磁性或鐵磁性?shī)A層材料的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)最好約為100-1000emu/cc、大于約400emu/cc、大于約500emu/cc、大于約800emu/cc、或大于約1000emu/cc。所述順磁性或鐵磁性?shī)A層的厚度約為1-1000埃、1-500埃、10-500埃、100-500埃、200-400埃、或250-350埃。
[0052]—個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括SUL的記錄設(shè)備,該SUL最好被含Ru的連續(xù)的防鐵磁耦合(AFC)層分成兩個(gè)區(qū)域。較佳地，這兩個(gè)SUL區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域都包括非晶FeCo-合金,并且這兩個(gè)分離的區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域的厚度約為1-400埃、10-300埃、100-300埃、或200埃。較佳地，含Ru的連續(xù)的AFC層的厚度約為1-100埃、1-50埃、1-30埃、10-30埃、或10埃。
[0053]在另一個(gè)實(shí)施方式中，記錄設(shè)備包括順磁性或鐵磁性?shī)A層，該夾層是由兩個(gè)含RuCo的層夾住一個(gè)含Ru的層制成的。該RuCo層最好包括多于50%的Co、多于75%的Co、多于90%的Co、或多于99%的Co。這兩個(gè)RuCo層中的每一個(gè)的厚度最好約為1-200埃，50-150埃更佳，100埃尤佳。Ru層最好是顆粒狀的，其厚度約為0.1-100埃，10埃更佳，并且最好反鐵磁地耦合到上述RuCo層之一或兩者。
[0054]較佳地,每一個(gè)RuCo層的飽和磁化強(qiáng)度約為100-1000emu/cc,或者大于IOOOemu/cc，并且最好是顆粒狀的。
[0055]在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，含Ru的分離的顆粒層被沉積在RuCo-Ru-RuCo夾層結(jié)構(gòu)之上和磁記錄介質(zhì)(最好包括介質(zhì)硬層)之下。較佳地，該分離的Ru層的厚度約為0-100埃、10-70埃、或60埃。
[0056]另一個(gè)實(shí)施方式涉及一種包括沉積在SUL之上的連續(xù)晶種層的記錄設(shè)備。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方式，該晶種層被沉積在順磁性或鐵磁性?shī)A層之下。晶種層最好包括磁性材料、極化材料、鉭(Ta)、RuCr, NiFe, N1、鈀(Pd)、鉬(Pt)、銠(Rh)、或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，晶種層被置于上述RuCo-Ru-RuCo夾層結(jié)構(gòu)之下。較佳地，該晶種層的厚度約為1-100埃、50-100埃、或60埃。
[0057]在另一個(gè)實(shí)施方式中，晶種層包括磁性材料、極化材料、或它們的組合。較佳地，晶種層的材料包括NiFe、N1、鈀(Pd)、鉬(Pt)、銠(Rh)、或它們的組合。
[0058]與沒(méi)有含Ru和Co層的夾層結(jié)構(gòu)的記錄設(shè)備相比,本文所揭示的RuCo-Ru-RuCo夾層結(jié)構(gòu)較佳地減小了來(lái)自SUL的噪聲。與沒(méi)有順磁性或鐵磁性?shī)A層的記錄設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施方式的順磁性或鐵磁性?shī)A層減小了來(lái)自SUL的噪聲。
[0059]較佳地，與沒(méi)有順磁性或鐵磁性?shī)A層的設(shè)備相比，上述順磁性或鐵磁性?shī)A層減小了介質(zhì)記錄設(shè)備的頭介質(zhì)間距(HMS)、頭保持間距(HKS)、頭到SUL間距、或它們的組合等的磁間距。這種有效磁間距的減小最好大于約0.1、大于約0.5、大于約1、大于約2、大于約5、大于約10埃、大于約20埃、大于約30埃、或大于約50埃。較佳地，與沒(méi)有磁性?shī)A層的設(shè)備相比，上述磁性?shī)A層增大了介質(zhì)記錄設(shè)備的面密度、最大寫(xiě)入場(chǎng)、場(chǎng)梯度、或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，面密度增大了約5%、10%、15%、20%、25%、或大于30%。
[0060]下面的內(nèi)容提供了用于實(shí)現(xiàn)這些方面的示例，并且并不窮盡所有可能的實(shí)現(xiàn)方式，也并沒(méi)有限制性。
[0061]示例
[0062]示例 I
[0063]在記錄設(shè)備中，N1-C復(fù)合膜或磁性介質(zhì)外涂層(101)被沉積在磁性記錄層(103)上，較佳地，磁性記錄層(103)包括介質(zhì)硬層；較佳地，磁性外涂層(101)替代目前標(biāo)準(zhǔn)的類金剛石碳(DLC)外涂層。參照?qǐng)D4。較佳地，如本圖所示的實(shí)施方式中，含磁導(dǎo)率相對(duì)很高的材料的外涂層(102)被加到磁性寫(xiě)入頭的表面上。結(jié)果是，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備(其記錄介質(zhì)層和/或磁寫(xiě)入頭上不包括鐵磁性或順磁性外涂層)相比，有效的磁HKS和HMS減小了，同時(shí)物理間距沒(méi)有變化。本實(shí)施方式的磁性N1-C膜在磁學(xué)意義上有效地減小了外涂層(101)厚度。圖 5-7 也示出了 HKS(106)和 HMS(107)。
[0064]順磁性或鐵磁性介質(zhì)或頭外涂層或保護(hù)膜也可以包括N1-Fe-C、N1-Co-C, N1、Co、Fe、或它們的組合。這種膜或外涂層中的碳的百分比最好約為50-90%，其厚度約為0.5-50埃。較佳地，該記錄設(shè)備還包括夾層(104)和SUL(105)。
[0065]圖4-7中的水平箭頭指示了在SUL (105)雙層AFC結(jié)構(gòu)(圖4_6)中以及在多層所構(gòu)成的AFC顆粒狀?yuàn)A層(108)(圖5-7)中的反平行磁場(chǎng)。這些反平行場(chǎng)允許該設(shè)備處于平衡之中，換句話說(shuō)，處于無(wú)噪聲的狀態(tài)中。圖7中垂直的箭頭指示了磁通量φ的路徑。在一個(gè)實(shí)施方式中，從單極磁換能器頭的單極發(fā)出的磁通量Φ進(jìn)入并穿過(guò)該單極下方區(qū)域中的硬磁性記錄層(103)，進(jìn)入軟磁底層(105)并在其內(nèi)穿行一段距離，然后，從SUL(105)出來(lái)，穿過(guò)單極磁換能器頭的輔助極下方區(qū)域中的磁性記錄層(103)之內(nèi)的至少一個(gè)垂直硬磁性記錄層。
[0066]示例2
[0067]在圖5所示的示例中，示出了與圖4相似的結(jié)構(gòu)，其中，用含RuCo、Ru的磁性?shī)A層(108)替代了常規(guī)的夾層(104)。在本實(shí)施方式中，含Ru的層(110)最好被兩個(gè)含RuCo的層(111)夾住。所有三個(gè)層最好是納米晶體膜。RuCo合金中的Co組分最好介于50% -100%之間。RuCo膜的厚度最好介于10-200埃之間。Ru膜的厚度最好介于0.1-20埃之間。
[0068]示例3
[0069]圖6示出了另一個(gè)實(shí)施方式，其中，被夾在中間的顆粒狀磁性?shī)A層(108)包括RuCo (111)/Ru (110)/RuCo (111)，其結(jié)構(gòu)類似于圖5所示的那些結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，防腐蝕頂層(109)最好含N1-C復(fù)合膜，被用于替換磁性記錄層的頂部，或者被用作磁性記錄層的單獨(dú)的頂層。磁性記錄層最好也包括至少一個(gè)介質(zhì)硬層。
[0070]目前的設(shè)計(jì)所使用的磁性層具有含CoCrPt合金的連續(xù)頂層，并且這些磁性層不是防腐蝕的。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式使用N1-C基復(fù)合膜，其磁化強(qiáng)度大于lOOemu/cc、大于400emu/cc、大于 500emu/cc、大于 800emu/cc、或大于 1000emu/cc,以替代 CoCrPt 合金。較佳地，碳組分約為20%-80%。在一個(gè)實(shí)施方式中，在該層的厚度方向上，碳組分逐漸變化，其上表面具有更高的碳含量。也提出了包括Fe、N1、Co、C的其它復(fù)合膜。這種防腐蝕的復(fù)合膜最好被包括在磁性外涂層之內(nèi)，更佳地，包括被置于介質(zhì)硬層之上的分離的層。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方式，防腐蝕的復(fù)合膜替代了介質(zhì)硬層的頂部；更佳地，防腐蝕的復(fù)合膜被置于介質(zhì)硬層與順磁性或鐵磁性外涂層之間。
[0071]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的記錄介質(zhì)也包括磁性外涂層(101)以及圖5-6所示的磁性?shī)A層(108)或圖4所示的常規(guī)非磁性?shī)A層(104)。
[0072]示例 4
[0073]在圖7所示的示例中，磁性?shī)A層(108)包括Ru層(114),該Ru層(114)反鐵磁地耦合(AFC)到兩個(gè)顆粒狀的RuCo膜(113)，這兩個(gè)顆粒狀的RuCo膜(113)將該Ru層(114)夾住。這種AFC耦合設(shè)計(jì)不同于目前的設(shè)計(jì)，其中，因其多層結(jié)構(gòu)而使用了單個(gè)含RuCo的顆粒狀“SMILE”(等價(jià)于軟磁夾層)層。與使用單層RuCo的記錄介質(zhì)相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的AFC設(shè)計(jì)較佳地減小了來(lái)自軟磁夾層的噪聲。該RuCo層的飽和磁化強(qiáng)度約為IOO-1OOOemu/cc。
[0074]這兩個(gè)RuCo層(113)中的每一個(gè)最好約為100埃厚；介于這兩個(gè)RuCo層(113)之間的Ru AFC顆粒層(114)最好是10埃厚。在RuCo/Ru/RuCo層疊體頂部之上，最好有分離的顆粒狀Ru層112，該層112使磁性記錄層(被標(biāo)記為“Ml”)與上述磁性?shī)A層分離，從而防止了這兩個(gè)層之間的交換耦合所導(dǎo)致的問(wèn)題。磁性記錄層(在本實(shí)施方式中，其厚度約為20nm或200埃)最好包括介質(zhì)硬層，并且更佳地包括介質(zhì)軟層、順磁性或鐵磁性介質(zhì)外涂層、防腐蝕層、潤(rùn)滑層、或它們的組合。分離的顆粒狀Ru層112約為0-100埃厚，10-70埃厚較佳，60埃更佳。
[0075]在另一個(gè)實(shí)施方式中，在RuCo/Ru/RuCo夾層之下且在SUL之上，有連續(xù)的晶種層，該晶種層最好包括Ta/RuCr，其厚度約為1-100埃，60埃較佳。在另一個(gè)實(shí)施方式中，SUL最好包括非晶FeCo合金，連續(xù)AFC Ru層將該SUL從中間分成兩個(gè)單獨(dú)的層。較佳地，這兩個(gè)FeCo層各自約為200埃，而兩者之間的Ru AFC層最好約為1-100埃、1-50埃、1-30埃、10-30埃、或10埃。
[0076]本發(fā)明的各實(shí)施方式(比如圖7所示的)物理地維持了實(shí)際夾層厚度，同時(shí)在磁學(xué)意義上減小了有效厚度。
[0077]示例5
[0078]為了進(jìn)一步減小夾層的磁學(xué)厚度，在某些實(shí)施方式中，使用了順磁性或鐵磁性材料或極化材料。較佳地，這些材料選自NiFe、N1、Pd、Pt、Rh、或它們的組合。這種磁性材料或極化材料最好被進(jìn)一步包括在SUL和磁性?shī)A層之間的晶種層中。這不同于目前的設(shè)計(jì)(使用了 “軟磁夾層等價(jià)物”(“SMILE”))，因?yàn)橹辽偬砑恿藰O化材料(Pt、Rh、Pd等)。
[0079]對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，考慮到本文所揭示的內(nèi)容，本發(fā)明的其它實(shí)施方式和應(yīng)用將會(huì)是明顯的。本文所引用的所有文獻(xiàn)，包括公報(bào)、美國(guó)和外國(guó)專利及專利申請(qǐng)，都全部引用在此作為參考。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”包括了更具限定意義的術(shù)語(yǔ)以及“主要由……構(gòu)成”和“由……構(gòu)成”等表述。說(shuō)明書(shū)和示例旨在被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由權(quán)利要求書(shū)指明。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 位于基板上的軟磁底層(SUL)； 位于所述SUL上的磁性記錄層； 位于所述磁性記錄層的頂部的鐵磁性介質(zhì)外涂層； 位于所述SUL和和所述磁性記錄層之間的鐵磁性?shī)A層，其中所述鐵磁性?shī)A層包括含Ru的第一顆粒狀層，且所述第一晶體層位于第二和第三晶體層之間，且所述第二和第三晶體層包括RuCo。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述第一晶體層包括Ni合金且厚度約為1-200埃，并且所述第一晶體層在所述SUL或非晶層上； 所述第二晶體層厚度約為0.1-100埃，并且所述第二晶體層在所述第一顆粒狀層上；以及 所述第三晶體層包括Ru且厚度約為1-50埃，并且其中所述鐵磁性?shī)A層進(jìn)一步包括含RuCo的第四晶體層，其中所述第四晶體層通過(guò)所述第三晶體層反鐵磁地耦合到所述第二晶體層。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為100-1000emu/cc，厚度約為 1-1000 埃。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層是晶體且顆粒狀的，且包括釕(Ru)、鐵(Fe)、鈷(Co)和鎳(Ni)。`
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性介質(zhì)外涂層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 100-1000emu/cc，厚度約為 0.1-100 埃。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述第一和第二晶體層反鐵磁性地耦合到所述第四晶體層；以及所述第一、第二和第四晶體層中的每一個(gè)的相應(yīng)厚度約為1-200埃，飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 lOO-lOOOemu/cc。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性介質(zhì)外涂層包括:Fe、Co、N1、C、N1-Fe-C、或 N1-Co-C。
8.一種裝置，包括: 位于軟磁底層(SUL)上的磁性記錄層； 位于所述磁性記錄層的頂部的鐵磁性介質(zhì)外涂層； 位于所述SUL和和所述磁性記錄層之間的鐵磁性?shī)A層，其中所述鐵磁性?shī)A層包括含Ni的第一晶體層，含RuCo的第二晶體層，和含Ru的第三晶體層，其中所述第三晶體層位于位于所述第二晶體層和第四晶體層之間，其中所述第四晶體層含RuCo。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于: 所述第一晶體層包括Ni合金且厚度約為1-200埃，并且所述第一晶體層在所述SUL或非晶層上； 所述第二晶體層厚度約為0.1-100埃，并且所述第二晶體層在所述第一顆粒狀層上；以及 所述第三晶體層厚度約為1-50埃，并且其中所述第四晶體層通過(guò)所述第三晶體層反鐵磁地耦合到所述第二晶體層。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為100-1000emu/cc，厚度約為 1-1000 埃。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層是顆粒狀的，且包括釕(Ru)、鐵(Fe)、鈷(Co)和鎳(Ni)。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性介質(zhì)外涂層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 100-1000emu/cc，厚度約為 0.1-100 埃。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于: 所述第一和第二晶體層反鐵磁性地耦合到所述第四晶體層；以及 所述第一、第二和第四晶體層中的每一個(gè)的相應(yīng)厚度約為1-200埃，飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 lOO-lOOOemu/cc。
14.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性介質(zhì)外涂層包括:Fe、Co、N1、C、N1-Fe-C、或 N1-Co-C。
15.一種裝置,包括: 位于襯底上的軟磁底層(SUL)； 位于所述SUL上的磁性記錄層； 位于所述SUL和和所述磁·性記錄層之間的鐵磁性?shī)A層，其中所述鐵磁性?shī)A層包括含Ru的第一顆粒狀層，且所述第一晶體層位于第二和第三晶體層之間，且所述第二和第三晶體層包括RuCo。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層包括: 所述第一晶體層包括Ni合金且厚度約為1-200埃，并且所述第一晶體層在所述SUL或非晶層上； 所述第二晶體層厚度約為0.1-100埃，并且所述第二晶體層在所述第一顆粒狀層上；以及 所述第三晶體層包括Ru且厚度約為1-50埃，并且其中所述鐵磁性?shī)A層進(jìn)一步包括含RuCo的第四晶體層，其中所述第四晶體層通過(guò)所述第三晶體層反鐵磁地耦合到所述第二晶體層。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 100-1000emu/cc，厚度約為 1-1000 埃。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述鐵磁性?shī)A層是顆粒狀的，且包括釕(Ru)、鐵(Fe)、鈷(Co)和鎳(Ni)。
19.如權(quán)利要求15所述的裝置，還包括: 位于所述磁性記錄層的頂部的鐵磁性介質(zhì)外涂層，其中所述鐵磁性介質(zhì)外涂層的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為100-1000emu/cc，厚度約為0.1-100埃。
20.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于: 所述第一和第二晶體層反鐵磁性地耦合到所述第四晶體層；以及 所述第一、第二和第四晶體層中的每一個(gè)的相應(yīng)厚度約為1-200埃，飽和磁化強(qiáng)度(Ms)約為 lOO-lOOOemu/cc。
【文檔編號(hào)】G11B5/66GK103854674SQ201410080609
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2008年11月26日
【發(fā)明者】高凱中, 陸斌, B·F·法爾庫(kù), X·馬 申請(qǐng)人:希捷科技有限公司