專利名稱：：多層磁記錄介質(zhì)和磁阻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的多層磁記錄介質(zhì)及與之相結(jié)合的磁阻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)明。具體而言，本發(fā)明提出了一種包含交替設(shè)置的鈷層或鈷合金層和貴金屬層如鈀層或鉑層的多層介質(zhì)。磁記錄介質(zhì)類(lèi)似于用于磁帶錄音機(jī)或盒式錄像機(jī)的磁帶所采用的材料。能夠記錄和回放信息(音樂(lè)，文字和圖像)。然而，與大多數(shù)磁帶錄音機(jī)和盒式錄像機(jī)VCR中的磁帶不同的是，本發(fā)明中的介質(zhì)通常用于記錄數(shù)字形式的信息。本質(zhì)上，數(shù)字信息是能用同莫爾斯電碼中的點(diǎn)和劃相同的方式加以解碼的一串串的“1”和“0”。這些數(shù)字信息能被計(jì)算機(jī)(如在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中)和其它處理信息的機(jī)器加以利用。通常，記錄介質(zhì)包含一個(gè)附加在基底層上的磁層。可以認(rèn)為磁層內(nèi)含有許多微細(xì)的晶粒，并且每一晶粒的行為都象一塊單獨(dú)的磁鐵。磁鐵具有北極和南極。我們都能感覺(jué)到一塊磁鐵的北極對(duì)另一磁鐵的南極的吸引或是一塊磁鐵的北極對(duì)另一磁鐵的南極的排斥。通過(guò)將電荷作用于一個(gè)晶粒，能夠迫使該晶粒改變它的磁化方向，例如，北極變?yōu)槟蠘O或南極變?yōu)楸睒O。因而，通過(guò)控制電荷對(duì)磁記錄介質(zhì)的作用，能夠給該介質(zhì)一種“磁組織(texture)”。通常用一個(gè)“寫(xiě)入頭”將組織“寫(xiě)”到介質(zhì)上。寫(xiě)入頭讓電流通過(guò)介質(zhì)，迫使晶粒改變它們的磁化方向。例如，假設(shè)開(kāi)始時(shí)介質(zhì)上的所有晶粒都朝南排列。并且假設(shè)當(dāng)我們讓電流通過(guò)介質(zhì)時(shí)，我們能使晶粒倒轉(zhuǎn)朝北。最后，我們假設(shè)朝南的晶粒代表0，朝北的晶粒代表1。通過(guò)讓電流流過(guò)兩個(gè)晶粒，在一個(gè)晶粒處截止，再流過(guò)一個(gè)晶粒，再在三個(gè)晶粒處截止，再流過(guò)一個(gè)晶粒，我們就能在介質(zhì)上形成了一個(gè)“組織”11010001當(dāng)介質(zhì)在讀取頭下移動(dòng)時(shí)，讀取頭能感知磁化方向，并不管其與什么樣的機(jī)器相連，都能將其感知到的內(nèi)容告訴該機(jī)器。讀取頭感知到的內(nèi)容被稱作“磁通量”，類(lèi)似于物體經(jīng)過(guò)時(shí)形成的一股氣流。通常，普通的記錄介質(zhì)都將磁組織置于磁層平面內(nèi)(縱向記錄介質(zhì))以便晶粒的磁化方向一般都能被描述為或右或左。較新的記錄介質(zhì)一般都將組織垂直置于介質(zhì)內(nèi)以便晶?；蛘呦蛏匣蛘呦蛳?垂直記錄介質(zhì))。結(jié)果表明能在垂直介質(zhì)上記錄并從垂直介質(zhì)上讀取更多的信息。然而，幾乎目前所有現(xiàn)有的磁記錄系統(tǒng)都采用水平記錄方式。在縱向記錄方式中，信息被存儲(chǔ)在平行于介質(zhì)表面的磁介質(zhì)內(nèi)。在垂直記錄方式中，與平行記錄方式相反，磁力線穿過(guò)或者說(shuō)垂直通過(guò)介質(zhì)，從一個(gè)表面到達(dá)另一個(gè)表面，而不是與介質(zhì)表面平行。理論上，垂直介質(zhì)可能有相當(dāng)高的線性數(shù)據(jù)密度。一般將這一可能性歸因于以下事實(shí)，即信息被存儲(chǔ)在垂直介質(zhì)中磁化強(qiáng)度與在周?chē)鷧^(qū)域中發(fā)現(xiàn)的磁化方向具有相反的磁化方向的離散的磁疇中。這樣的磁疇可能存在于介質(zhì)中非常少量的晶粒內(nèi)。信息一般通過(guò)采用磁頭從介質(zhì)中讀取，磁頭能將垂直磁化的離散磁疇內(nèi)表現(xiàn)出的局域不連續(xù)性轉(zhuǎn)化為能當(dāng)作信息處理的電場(chǎng)量。但是，在離散的磁疇之間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)與介質(zhì)表面平行的磁化強(qiáng)度，亞磁疇或相反的磁化強(qiáng)度。在磁層的剩余磁化強(qiáng)度遠(yuǎn)小于介質(zhì)的飽和磁化強(qiáng)度的情形下尤其如此。在這樣的情形下，這些位于磁疇之間的過(guò)渡區(qū)域會(huì)導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的、實(shí)質(zhì)上起源于磁噪聲的電子信號(hào)。在描述磁記錄介質(zhì)時(shí)用到的幾個(gè)重要的術(shù)語(yǔ)是矯頑力，各向異性，輸出和噪聲。矯頑力實(shí)質(zhì)上指的是介質(zhì)持久保持特定磁化取向的能力。比方說(shuō)，需要多少能量才會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)的一個(gè)晶粒改變?nèi)∠?。各向異性指的是?dǎo)致晶粒朝向一個(gè)方向或另一方向所需能量的差異。晶粒一般都有一個(gè)易磁化取向，使得需要較多的能量才能使晶粒從該取向改變到另一取向，并且只需較少能量就能返回易磁化方向。輸出本質(zhì)上即指要讀取的介質(zhì)上的磁通量。最后，噪聲與無(wú)線電波中的靜電干擾類(lèi)似。如果存在許多靜電干擾的話，就難于分辨正在播放什么歌曲了。為了進(jìn)行垂直記錄，必須采用一種具有垂直各向異性的磁記錄介質(zhì)。垂直各向異性實(shí)質(zhì)上取決于磁性材料的晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁矩垂直于介質(zhì)表面。一種典型的垂直磁性材料是鈷鉻合金(CoCr)。CoCr合金的各向異性的程度隨合金中鉻含量的不同而不同。隨著鉻含量的增加，各向異性減弱。磁滯(M-H)也下降。例如，一個(gè)CoCr介質(zhì)的典型M-H回線(用于度量各向異性)在垂直方向表現(xiàn)出的矩形度(squareness)大約只為0.3至0.4，遠(yuǎn)低于理想值1。進(jìn)而，為獲得足夠的垂直矯頑力，必須采用相對(duì)厚的膜。例如，為獲得1000奧斯特(Oe)的垂直各向異性，膜厚度必須為500量級(jí)。在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中已經(jīng)提出過(guò)一些具有良好垂直記錄性能的含交替變化的鈷層和鈀層或鉑層的多層介質(zhì)。例如，在授予Carcia的美國(guó)專利第4,587,176號(hào)(“CarciaI”)，授予denBroeder等的第4,678,721號(hào)和授予Carcia的第5,106,703號(hào)(“CarciaII”)中，每一個(gè)專利都提出了一種含交替設(shè)置的鈷層和鈀層或鉑層的多層介質(zhì)。CarciaI專利是關(guān)于一種含交替設(shè)置的鈷層和鈀層或鉑層的層次相干結(jié)構(gòu)的專利。其中提到的每一鈷層的厚度小于8(小于7更好，小于5最好)。每一鉑層或鈀層的厚度大于0.65λ(0.80λ更好，0.90λ最好)，其中λ為等于相鄰兩層鈷層和鉑/鈀層的周期厚度的函數(shù)。λ的值最好小于100。層次介質(zhì)的總厚度最好位于3,000至20,000之間。對(duì)照結(jié)果表明用這樣的交替層制備的介質(zhì)具有增強(qiáng)的垂直磁各向異性。denBroedar等的專利是關(guān)于一種由非磁性材料襯底和具有垂直各向異性的薄磁層構(gòu)成的磁記錄介質(zhì)的專利。磁層由交替的鈀層和鈷層構(gòu)成。每一鈀層的厚度位于0.2和2.0nm之間，每一鈷層則至少包含一個(gè)單層的鈷原子且其厚度小于0.3nm。例如，該專利提出了含20nm厚的Pd層，(x)nm厚的(n)層鈷層和(y)nm厚的(n)層Pd層的介質(zhì)的制備工藝，其中n＝150,200,250和300，x＝0.2以及y＝180-0.45。另外，可以采用一軟磁層(即坡莫合金)作為墊層。CarciaII專利是關(guān)于一種制備包含交替的鉑層和鈷層的鉑/鈷多層薄膜的改進(jìn)工藝的專利。在該改進(jìn)工藝中，氪氣、氙氣、或兩者的混合氣體被用作濺射氣體。最好是，每一鈷層的厚度都彼此相同，每一鉑層的厚度與其它鉑層的厚度相同。例如，鈷層的優(yōu)選厚度是小于或等于12(1.2nm)(最好是2-5(0.2-0.5nm))，鉑層的優(yōu)選厚度是小于或等于24(2.4nm)(最好是dpt/dco大約為1至5)，同時(shí)多層介質(zhì)的總厚度小于或大約為750(75nm)。作為舉例，該專利制備了具有5，10，15，20，25和40個(gè)鉑、鈷雙層的樣品。而且，看起來(lái)似乎可以采用更高的濺射氣壓。根據(jù)該專利制備的薄膜據(jù)稱具有高的矯頑力和高度的各向異性。盡管有在上述每一項(xiàng)專利中的公開(kāi)，但其中的介質(zhì)所表現(xiàn)出的矯頑力、輸出和噪聲水平并沒(méi)有什么特別之處。正如大家都將了解的一樣，矯頑力、輸出和噪聲水平中的每一項(xiàng)都能影響磁記錄介質(zhì)能夠提供的以及能從磁記錄介質(zhì)上分辨的絕對(duì)數(shù)據(jù)密度。因而，最好是能提供一種矯頑力和輸出得到增強(qiáng)，同時(shí)噪聲水平隨之減少的多層磁記錄介質(zhì)。本發(fā)明主要是一種具有比已有的技術(shù)高得多的矯頑力、得以改善的輸出和得以減少的噪聲水平的改進(jìn)的多層磁記錄介質(zhì)，它出人意料地使我們能夠生產(chǎn)輸出得以增強(qiáng)同時(shí)噪聲水平得以減少的垂直記錄介質(zhì)。這種介質(zhì)是一種鈷或鈷合金和諸如鈀或鉑的貴金屬的多層結(jié)構(gòu)或者說(shuō)超晶格。特別推薦的介質(zhì)包含鈷層和鈀層，鈷層和鈀層位于一個(gè)鈀的成核層之上，而所有的鈷層、鈀層及成核層則都位于一個(gè)軟磁(固定)(如坡莫合金)層之上。此外，我們發(fā)現(xiàn)有可能通過(guò)采用某些工藝條件來(lái)精確控制介質(zhì)的噪聲水平。例如，采用低的真空基壓和高的濺射氣壓，就能夠減少介質(zhì)的噪聲。在濺射氣體中加入氧也能減少介質(zhì)噪聲。另外，能夠采用對(duì)介質(zhì)和/或固定層的退火來(lái)控制介質(zhì)噪聲。對(duì)晶格內(nèi)雙層結(jié)構(gòu)數(shù)目的調(diào)整也能影響介質(zhì)噪聲。通過(guò)例如用鉻和/或鉭摻雜在鈷層中以形成合金，能更進(jìn)一步控制介質(zhì)噪聲。最后，介質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和/或讀出頭在制造時(shí)能被賦以一定的物理偏移。在本發(fā)明的另一些方面，我們還發(fā)現(xiàn)了一種用于根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的新的磁頭設(shè)計(jì)。這種磁頭設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)用于向介質(zhì)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的普通環(huán)形磁頭和一個(gè)磁阻(MR)讀出頭的組合。為減少介質(zhì)噪聲，MR磁頭在制造時(shí)被賦以一個(gè)物理偏移，以使MR元件對(duì)磁通的敏感偏離直接垂直于介質(zhì)的方向。上述的發(fā)明特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)將使我們能夠制造實(shí)際線數(shù)據(jù)密度達(dá)到3GB的單磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。這一結(jié)果表明了本發(fā)明對(duì)已有的磁記錄介質(zhì)技術(shù)的巨大改進(jìn)。通過(guò)采用本發(fā)明中的介質(zhì)，我們已經(jīng)生產(chǎn)出了矯頑力超過(guò)1800Oe，2500Oe甚至超過(guò)5000Oe的垂直磁記錄介質(zhì)。本發(fā)明中的介質(zhì)表現(xiàn)出了高的矯頑力，窄的開(kāi)關(guān)場(chǎng)分布，以及高的矩形比。因而，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)是一種適合于超高密度記錄的理想介質(zhì)。例如，在M-H回線研究中，本發(fā)明中的介質(zhì)表現(xiàn)出了從0.8-0.9至1的優(yōu)異的矩形度。而且，通過(guò)改變晶格內(nèi)的多層數(shù)目，可以在0.5至1.5memu/cm2的范圍內(nèi)調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的Mrt。有益的是，在改變多層的數(shù)目以調(diào)整Mrt時(shí)，卻幾乎觀察不到矯頑力的變化。最后，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)通常表現(xiàn)出30％的急劇過(guò)渡，較高的輸出和較高的數(shù)據(jù)密度。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種磁記錄介質(zhì)，它包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬的成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)包括多個(gè)含磁性金屬或其合金層和非磁性金屬層的雙層結(jié)構(gòu)的記錄層，其中磁性金屬或合金層具有垂直磁各向異性，厚度為第一厚度，非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，厚度為第二厚度。所述第一厚度一般大約位于1.5和10之間。第二厚度一般大約位于5和15之間。成核層的厚度一般大約位于200和600之間。雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目一般大約位于10和30之間。成核層和記錄層的總厚度一般不超過(guò)1500。介質(zhì)的矯頑力一般大約會(huì)超過(guò)1800奧斯特。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的介質(zhì)還包含一個(gè)位于成核層和襯底之間的固定層。固定層可以由NiFe合金構(gòu)成。固定層的厚度一般大于位于2μm和6μm之間。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種磁記錄介質(zhì)，它包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)包含多個(gè)鈷或鈷合金層和非磁性金屬層的雙層結(jié)構(gòu)的記錄層，其中鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度，其特征在于第一厚度大約位于1.5和10之間，第二厚度大約位于5和15之間，雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目大約位于10和30之間，成核層和記錄層的總厚度不超過(guò)1500，介質(zhì)的矯頑力超過(guò)大約1800奧斯特。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制作磁記錄介質(zhì)的方法，包括提供一個(gè)基底層，在該基底層上真空淀積一個(gè)厚度大于約50A的成核層，該成核層的組成元素選自由鈀和鉑組成的元素組；再在成核層上真空淀積一個(gè)記錄層，該記錄層包括多個(gè)由鈷或鈷合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其每層厚度為第二厚度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下步驟完成有氧情形下成核層的淀積后，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行退火。在另一種實(shí)施例中，該方法還包括以下步驟在淀積成核層之前，在基底層上真空淀積一個(gè)固定層。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下步驟在有氧情形下，在淀積成核層之前，對(duì)帶有固定層的介質(zhì)進(jìn)行退火。在再一個(gè)實(shí)施例中，在有氧情形下完成記錄層的淀積。根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明提供一種信息存儲(chǔ)裝置，包括一種具有Ku大于或等于2×106erg/cc的垂直磁各向異性的平面磁記錄介質(zhì)，用于以磁通的形式接收、存儲(chǔ)和允許讀取信息；一個(gè)讀出/寫(xiě)入磁頭，用于以磁通的形式向介質(zhì)中寫(xiě)入信息，并以磁通的形式從介質(zhì)中讀取信息，該磁頭包括一個(gè)環(huán)形寫(xiě)入元件和一個(gè)磁阻(MR)讀出元件。在一個(gè)實(shí)施例中，磁記錄介質(zhì)還包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50A的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)包括多個(gè)含鈷或鈷合金層和非磁性金屬層的雙層結(jié)構(gòu)的記錄層，其中鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其每層厚度為第二厚度；其特征在于第一厚度大約位于1.5至10之間，第二厚度大約位于5至15之間，雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目大約位于10和30之間，成核層和記錄層的總厚度不超過(guò)1500。在一個(gè)實(shí)施例中，該MR元件物理上相對(duì)于介質(zhì)面的垂直延線偏離大約-10°至10°。在另一種實(shí)施例中，該種讀出-寫(xiě)入磁頭包括一個(gè)用于將磁信息寫(xiě)入磁記錄介質(zhì)中的環(huán)形磁頭和一個(gè)用于從磁記錄介質(zhì)中讀取磁信息的磁阻讀出(MR)頭組成，MR頭包括一個(gè)以相對(duì)于磁記錄介質(zhì)垂直的取向設(shè)置于磁頭內(nèi)的MR元件，其改進(jìn)包括給MR元一個(gè)物理偏移以使該元件相對(duì)于磁記錄介質(zhì)的磁場(chǎng)的垂直方向偏離一個(gè)大約位于-10°至10°之間的角度。作為本發(fā)明的第五個(gè)方面，本發(fā)明給出了一個(gè)圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。圖2用于比較一種1000的CoCrTa垂直介質(zhì)的M-H回線圖(圖2a)與根據(jù)本發(fā)明的多層介質(zhì)的M-H回線圖(圖2b)。圖3是一個(gè)曲線圖，給出了來(lái)自一種CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)，該介質(zhì)的厚度大約位于200和250之間，由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖4是一個(gè)曲線圖，給出了來(lái)自一種含固定層的750厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖5是一個(gè)曲線圖，給出了來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的、含固定層的多層介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖6是一個(gè)曲線圖，給出了圖3所示的介質(zhì)以73kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖7是一個(gè)曲線圖，給出了圖4所示的介質(zhì)以73kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖8是一個(gè)曲線圖，給出了圖5所示的介質(zhì)以73kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖9是一個(gè)曲線圖，給出了圖3所示的介質(zhì)以95kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖10是一個(gè)曲線圖，給出了圖4所示的介質(zhì)以95kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖11是一個(gè)曲線圖，給出了圖5所示的介質(zhì)以95kcfi輸出的信號(hào)，該介質(zhì)由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。圖12是一個(gè)曲線圖，給出了用一個(gè)傳統(tǒng)(TDK)MR頭在根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)上讀取的低密度回放信號(hào)。圖13是兩個(gè)曲線圖，給出了來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的微分分立脈沖信號(hào)。在圖13a中，給出了正脈沖信號(hào)，在圖13b中，給出了負(fù)脈沖信號(hào)。圖14是一個(gè)曲線圖，給出了測(cè)量到的微分三位(tribit)特性曲線(...)與根據(jù)以220kfci輸出的分立脈沖信號(hào)的線性疊加得出的理論上的三位(tribit)特性曲線(-)的對(duì)照情況。圖15是一個(gè)曲線圖，給出了測(cè)量的微分三位特性曲線(...)與根據(jù)以262kfci輸出的分立脈沖信號(hào)的線性疊加得出的理論上的三位特性曲線(-)的對(duì)照情況。圖16是一個(gè)曲線圖，給出了根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜，該頻譜給出了以伏特/(頻率1/2)[V/sqrtf]為單位的介質(zhì)噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖16中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明的如此濺射成的介質(zhì)(_)和經(jīng)過(guò)退火后的同一介質(zhì)的噪聲情況(...)進(jìn)行了比較。圖17是一個(gè)曲線圖，給出了根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜，該頻譜給出了以v/sqrtf為單位的介質(zhì)噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖17中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明的包含一個(gè)固定層的如此濺射成的介質(zhì)(_)和經(jīng)過(guò)退火后的同一介質(zhì)的噪聲情況(...)進(jìn)行了比較。圖18是一個(gè)曲線圖，給出了根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜，該頻譜給出了以v/sqrtf為單位的介質(zhì)噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖18中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明的一種包含一個(gè)未經(jīng)退火的固定層的介質(zhì)(_)和一種包含一個(gè)經(jīng)過(guò)退火的固定層的類(lèi)似介質(zhì)(...)的噪聲情況進(jìn)行了比較。圖19是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明制備的不含固定層的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線圖，在圖19中，考慮到鉻的摻雜效應(yīng)，對(duì)以v/sqrtf為單位的噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。圖20是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明制備的含固定層的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線圖，在圖20中，考慮到鉻的摻雜效應(yīng)，對(duì)以v/sqrtf為單位的噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。圖21是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線圖，在圖21中，考慮到晶格中雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目的影響，對(duì)以v/sqrtf為單位的噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。圖22是一個(gè)關(guān)于根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線圖，在圖22中，考慮到有氧濺射對(duì)晶格的影響，對(duì)以v/sqrtf為單位的噪聲和以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。圖23是一個(gè)MR頭的側(cè)截面的示意圖，根據(jù)本發(fā)明，該MR頭中的MR元件有一個(gè)物理偏移。圖23a和23b是關(guān)于圖23中的MR元的取向的放大視圖。在圖24中比較不同記錄介質(zhì)的記錄/讀取方法。圖24a是一個(gè)采用環(huán)形寫(xiě)入頭和MR條帶讀出頭在縱向記錄介質(zhì)中進(jìn)行記錄/讀取的傳統(tǒng)方法的舉例。圖24b是一個(gè)采用單極讀出和寫(xiě)入頭在垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄/讀取的傳統(tǒng)方法的舉例。圖24c是一個(gè)采用環(huán)形寫(xiě)入頭和MR條帶讀出頭在根據(jù)本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行讀取和寫(xiě)入的方法的舉例。圖25是關(guān)于裝配有根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的頂部透視圖。圖26是圖25所示的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分解視圖。我們已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)了一種具有比已有技術(shù)高得多的矯頑力、得以改善的輸出和得以減少的噪聲水平的改進(jìn)的多層磁記錄介質(zhì)。該介質(zhì)實(shí)質(zhì)上是一種鈷或鈷合金和諸如鈀或鉑的貴金屬的多層結(jié)構(gòu)或者說(shuō)超晶格。該介質(zhì)最好包含鈷層和鈀層，鈷層和鈀層位于一個(gè)鈀的成核層之上，而所有的鈷層、鈀層及成核層則都位于一個(gè)軟磁(固定)(如坡莫合金)層之上。此外，我們發(fā)現(xiàn)有可能通過(guò)采用某些工藝條件來(lái)精確控制介質(zhì)的噪聲水平。例如，采用低的真空基壓和高的濺射氣壓，就能夠減少介質(zhì)的噪聲。在濺射氣體中加入氧也能減少介質(zhì)的噪聲。另外，能夠采用對(duì)介質(zhì)和/或固定層的退火來(lái)控制介質(zhì)噪聲。對(duì)晶格內(nèi)雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目的調(diào)整也能影響介質(zhì)噪聲。通過(guò)如采用鉻和/或鉭在鈷層中摻雜以形成合金，能更進(jìn)一步控制噪聲。最后，介質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和/或讀出頭在制造時(shí)能被賦以一定的物理偏移。在本發(fā)明的另一方面，我們還發(fā)現(xiàn)了一種可用于根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的新的磁頭設(shè)計(jì)。這種磁頭設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)用于向介質(zhì)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)環(huán)形磁頭和一個(gè)磁阻(MR)讀出頭的組合。為減少介質(zhì)噪聲，MR磁頭在制造時(shí)被賦以一個(gè)物理偏移，以使MR元件的敏感方向偏離開(kāi)直接垂直于介質(zhì)的方向。上述的發(fā)明特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)將使我們能夠制造實(shí)際線數(shù)據(jù)密度達(dá)到3GB的單磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。這一結(jié)果表明了本發(fā)明對(duì)已有的磁記錄介質(zhì)技術(shù)的巨大改進(jìn)。通過(guò)采用本發(fā)明中的介質(zhì)，我們已經(jīng)生產(chǎn)出了矯頑力超過(guò)1800Oe，2500Oe甚至超過(guò)5000Oe的垂直磁記錄介質(zhì)。本發(fā)明中的介質(zhì)表現(xiàn)出了高的矯頑力，窄的開(kāi)關(guān)場(chǎng)分布，以及高的矩形比。因而，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)是一種適合于超高密度記錄的理想介質(zhì)。例如，在M-H回線研究中，本發(fā)明中的介質(zhì)表現(xiàn)出了從0.8-0.9至1的優(yōu)異的矩形度。而且，通過(guò)改變晶格內(nèi)的多層數(shù)目，可以在0.5至1.5memu/cm2的范圍內(nèi)調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的Mrt。有益的是，在改變多層的數(shù)目以調(diào)整Mrt時(shí)，卻幾乎觀察不到矯頑力的變化。最后，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)通常表現(xiàn)出30％的急劇過(guò)渡，較高的輸出和較高的數(shù)據(jù)密度。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的一個(gè)實(shí)施例如圖1所示，圖1為該介質(zhì)的橫截面圖。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)一般包括一個(gè)在基底層30之上的多層結(jié)構(gòu)或者說(shuō)超晶格33，多層結(jié)構(gòu)33由一種諸如鈷或鈷合金的垂直磁性材料層34和一種非磁性材料層35組成，非磁性材料最好是一種貴金屬，如鈀或鈷。根據(jù)本發(fā)明的其它一些介質(zhì)中還包括一個(gè)軟磁材料層或固定層31。在其它實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中也包括一個(gè)成核層32。作為一個(gè)實(shí)施例，超晶格33中包含鈷層和鈀層，鈷層和鈀層位于一個(gè)鈀的成核層32之上，所有的鈷層、鈀層和成核層都位于一個(gè)軟磁(固定)層31之上。圖中，介質(zhì)在基底層30之上形成。在一些實(shí)施例中，基底層30是剛性的，可以由諸如金屬、硅基材料和剛性聚合物等任意傳統(tǒng)的基底材料。例如，符合本發(fā)明的基底材料包括鋁、鍍鎳磷鋁、石英、玻璃、陶瓷、硅酮、硅酮碳化物、碳等等。作為替代方案，基底層30可以相對(duì)柔韌些，因諸如聚脂薄膜或聚酰亞胺薄膜等構(gòu)成?；讓?0可能需要清洗或進(jìn)行其它處理以增強(qiáng)對(duì)其后的淀積層的粘接。此外，已知諸如磁組織化或拋光等表面處理方法可以幫助在隨后淀積的磁記錄層上獲得所希望的結(jié)晶形態(tài)。作為替代方案，基底層30還可以是一層適用于普通磁帶記錄的磁帶材料，如聚偏二氯乙烯，或一層適用于普通軟磁盤(pán)的熱塑材料，如聚對(duì)苯二甲酸乙酯。作為一種實(shí)施例，可以在基底層30淀積一層軟磁材料31。軟磁層31有時(shí)在本文中被稱作固定層31。固定層31可以由各種各樣的軟磁材料構(gòu)成。例如，作為一種實(shí)施例，固定層31由一層坡莫合金(鎳鐵(NiFe))膜構(gòu)成。除了采用NiFe作為固定層31后，許多其它的軟磁材料可以同樣有效。其它的軟磁材料層的例子包括NiFeMo，NiFeMoCu，以及其它的軟合金如Fe、FeAlSi、FeNiO、FeNx、FeTi、FeSiB、FeBC、FeAl、CoVFe、CoTa、CoZr、CoNbZr、CoTi、CoNbTa、CoNiZr、FeNiP、NiFeMo、NiFeCuMo和FeCoZr。一般采用普通的鍍膜或?yàn)R射技術(shù)將軟磁固定層31鍍或?yàn)R射到基底層30上。固定層31的典型淀積厚度大約位于0.1至20μm之間，或者大約位于1至10μm之間，在一些實(shí)施例中，淀積厚度大約位于2至6μm之間。接下來(lái)，在某些實(shí)施例中，在固定層31上再淀積一種非磁性材料的成核層32。成核層32可以由一種貴金屬如鈀或鉑構(gòu)成。盡管其它金屬也許也有用(如銅、鋅、鎘、汞合金、銀及金)，目前還是推薦鈀或鉑。一般根據(jù)在下述的晶格中采用的金屬情況來(lái)選擇成核層32中采用的貴金屬。此外，一般采用傳統(tǒng)技術(shù)將成核層32濺射到軟磁層31上。成核層32的典型淀積厚度大約位于30至1000之間，或者大約位于100至500之間，在一些實(shí)施例中淀積厚度大約位于250至500之間。作為一種實(shí)施例，在成核層32之上，淀積一個(gè)由交替的磁層34和非磁層35構(gòu)成的超晶格33。在某些實(shí)施例中，磁層34包括鈷或鈷合金。如果磁層34由鈷合金構(gòu)成的話，一般選擇使所得介質(zhì)具有足夠垂直磁各向異性和矯頑力的合金。例如，垂直方向的矯頑力通常大約位于1500至6000Oe之間。在某些實(shí)施例中，采用足夠純的鈷來(lái)形成磁層34。在其它實(shí)施例中，采用鈷合金，如鈷鉻和鉻鉻鉭合金。在本發(fā)明，采用這樣的合金制備的介質(zhì)工作得很好。我們發(fā)現(xiàn)磁層34構(gòu)造為包含鈷合金的介質(zhì)的矯頑力趨向于下降。同時(shí)，介質(zhì)的輸出似乎也下降。不過(guò)，有益的是，介質(zhì)的噪聲也減弱，而介質(zhì)的信噪比則增加。在某些實(shí)施例中，晶格32中的磁層34的淀積厚度大約位于1.5至10之間，或者大約為2至7之間，在某些實(shí)施例中，淀積厚度大約位于3至5之間。在某些實(shí)施例中，非磁層35包括一種貴金屬，如鈀或鉑。盡管其它金屬也許也有用(如銅、鋅、鎘、汞合金、銀和金)，目前還是推薦鈀和鉑。一般根據(jù)上述的在成核層32中采用的金屬情況來(lái)選擇非磁層35中采用的貴金屬。不過(guò)，正如大家都將了解的一樣，在根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中也可使用貴金屬的混合物。例如，成核層32可以由鈀構(gòu)成而非磁層35可以由鉑構(gòu)成，反之亦然。另外，非磁層35也可以制備成交替設(shè)置的金屬層，如鉑和鈀(或其它合適的金屬)層。一般非磁層35的淀積厚度大約位于5和15之間，或者大約位于7和12之間，在某些實(shí)施例中淀積厚度大約位于8和11之間。由磁層34和非磁層35構(gòu)成的對(duì)層(雙層)結(jié)構(gòu)(或周期結(jié)構(gòu))的數(shù)目一般大約位于10和40之間，或者大約位于15和25之間。因而，構(gòu)成晶格33的總層數(shù)大約位于20和50之間，晶格33由傳統(tǒng)技術(shù)濺射而成。例如，可以在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上完成交替層的制備以便介質(zhì)被暴露在接連而來(lái)的分別用于制備磁層34和非磁層35的濺射原子之下。在濺射處理中可以控制轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)以提供暫停從而獲得較厚或較薄的淀積層。另外，在每一層的淀積過(guò)程之間暫停轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)以限制交叉沾染的可能性。作為一種替代方案，濺射靶可以加擋板，將擋板打開(kāi)一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間就可以形成一個(gè)淀積層。下面將詳細(xì)描述一些制備根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的便利的工藝。在某些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中還另外包含一個(gè)位于介質(zhì)頂層37之上的保護(hù)層36。保護(hù)層36用于保護(hù)介質(zhì)免受磁信號(hào)處理裝置內(nèi)出現(xiàn)的磨損和腐蝕效應(yīng)的影響。在一種實(shí)施例中，保護(hù)層36是濺射到其上的一個(gè)碳外罩。作為一種替代方案，保護(hù)層36可以由金屬和非金屬材料組成，金屬材料包括銠，非金屬材料包括碳和無(wú)機(jī)非金屬碳化物、氮化物和氧化物，如二氧化硅和氧化鋁，對(duì)于磁記錄盤(pán)而言，保護(hù)層的厚度大約位于80和350之間；目前推薦的厚度大約位于100和150之間。因而，正如大家都將了解的一樣，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)一般包括一個(gè)基底層30，一個(gè)成核層32，一個(gè)晶格33，一個(gè)保護(hù)層36。在許多實(shí)施例中的基底為拋光鋁。成核層的厚度一般厚于100?；蛘哒f(shuō)，在某些實(shí)施例中，大約位于200和600之間。在某些實(shí)施例中，晶格32包含由鈷(或鈷合金)層和鈀或鉑層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)(34和35)。鈷層的厚度大約位于1.5和10之間，或大約位于2和7之間，在某些實(shí)施例中大約位于3和5之間。鈀或鉑層的厚度大約位于5和15之間，或大約位于7和12之間，在某些實(shí)施例中大約位于8和11之間。晶格33中的雙層結(jié)構(gòu)或者說(shuō)周期結(jié)構(gòu)的數(shù)目，大約位于10和30之間或大約位于15和25之間。在某些實(shí)施例中，晶格33和成核層32的總厚度不超過(guò)1500。下表中給出了根據(jù)本發(fā)明制備的某些介質(zhì)的舉例。該表對(duì)根據(jù)本發(fā)明制備的各種介質(zhì)作了一個(gè)比較。表1表1(續(xù))在表中，n/m對(duì)應(yīng)于沒(méi)有測(cè)量。如表所示，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的介質(zhì)具有高度的矯頑力、增強(qiáng)的信號(hào)輸出和減弱的噪聲。該表被分成五種性質(zhì)不同的介質(zhì)類(lèi)型以說(shuō)明某些結(jié)構(gòu)效應(yīng)。樣品1-3說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明制備的、含一個(gè)Pd成核層和一個(gè)Co/Pd晶格、不含固定層的介質(zhì)的特性。其中樣品3說(shuō)明了退火效應(yīng)，樣品1則說(shuō)明了成核層厚度變化的影響。采用VSM測(cè)量矯頑力Hc。施加的最大場(chǎng)強(qiáng)是10KOe(如圖2a和2b所示)。磁場(chǎng)被垂直作用于介質(zhì)表面。在前放之后測(cè)量輸出，噪聲和信噪比。采用的磁頭具有分立的讀出和寫(xiě)入元件一個(gè)環(huán)形頭寫(xiě)入元件和一個(gè)磁阻元件讀出頭。寫(xiě)入頭的縫隙長(zhǎng)度為0.35μm，縫隙寬度為4.3μm，線圈匝數(shù)為15。寫(xiě)入電流為20mA。讀出元件有一個(gè)寬度為3.5μm的單獨(dú)的MR讀出元件。在表中所示的每一個(gè)例子中，都以73kcfi和469的IPS記錄信號(hào)。通過(guò)去除信號(hào)峰值對(duì)25mHz帶寬范圍內(nèi)的噪聲功率譜進(jìn)行積分來(lái)確定噪聲。從總的積分噪聲功率內(nèi)減去磁頭噪聲和電子線路噪聲的貢獻(xiàn)來(lái)確定介質(zhì)的噪聲的功率N，根據(jù)噪聲功率的平方根可以得出介質(zhì)的噪聲電壓。信噪比(SNR)由下式?jīng)Q定此外，樣品4-6說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明制備的、含一個(gè)Pd成核層和一個(gè)Co/Pd晶格、不含固定層的介質(zhì)的特性。在其中的樣品5和6中，Cr隨Co一起被濺射形成CoCr合金，以說(shuō)明采用合金的效果。樣品7-16說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明制備的、含有一個(gè)Pd成核層和一個(gè)Co/Pd晶格以及一個(gè)固定層的介質(zhì)的特性。在其中的樣品10-16中，Cr隨Co一起被濺射形成CoCr合金，以說(shuō)明采用合金的效果。此外，在樣品7說(shuō)明了退火效應(yīng)，在樣品14和15中說(shuō)明了晶格中雙層結(jié)構(gòu)數(shù)目的效果。樣品17說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明制備的、含一個(gè)Pt成核層和一個(gè)Co合金/Pt晶格以及一個(gè)固定層的介質(zhì)的特性。樣品18-20說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明制備的、含一個(gè)Pd成核層和一個(gè)CoCrTa合金/Pt晶格的介質(zhì)的特性。樣品18說(shuō)明了固定層的效果，樣品20說(shuō)明了增大CoCrTa層厚度的效果。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行比較可以看出幾個(gè)明顯的傾向。首先，通過(guò)采用成核層和簡(jiǎn)單的Co/Pd晶格，可以獲得特別高的矯頑力，如樣品1所示。不過(guò)，從樣品2和3中可以看出，其輸出信號(hào)并無(wú)特別之處。通過(guò)采用一個(gè)固定層，能加強(qiáng)輸出信號(hào)，如樣品7-18所示。而且，通過(guò)退火可以減少噪聲(樣品3和7)，通過(guò)采用某些合金成分(樣品6和17)也可以減少噪聲。進(jìn)而，通過(guò)增加晶格中雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目，能夠增大輸出，穩(wěn)定噪聲水平，如樣品14和15所示。下面討論其它關(guān)于對(duì)介質(zhì)特性進(jìn)行微細(xì)調(diào)整以增大輸出同時(shí)減少噪聲的精確數(shù)據(jù)。本發(fā)明中的介質(zhì)生產(chǎn)工藝根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)能夠通過(guò)采用傳統(tǒng)的濺射工藝來(lái)制備，如直流磁控濺射法、射頻濺射法和真空蒸發(fā)淀積法。在本工作中，采用直流磁控濺射法。采用直徑為兩英寸的圓形Co靶、Cr靶、Pt靶、Pd靶和CoCrTa靶。在濺射機(jī)器中有四個(gè)陰極，允許四個(gè)靶獨(dú)立或同時(shí)進(jìn)行濺射?；自跒R射室內(nèi)以大約位于1和100rpm之間的速度旋轉(zhuǎn)，類(lèi)似于轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)型的濺射。在濺射過(guò)程中，基底暴露在任意一個(gè)靶或任意一種組合靶下。通過(guò)一個(gè)可編程控制器來(lái)分別控制四個(gè)濺射靶中每一靶的電源開(kāi)/關(guān)。對(duì)四個(gè)濺射靶中每一個(gè)靶的電源也作類(lèi)似的控制。通過(guò)對(duì)被選濺射靶進(jìn)行通電和斷電來(lái)形成襯底層和多層結(jié)構(gòu)。或者通過(guò)控制濺射靶的電源，或者通過(guò)控制濺射靶的通電時(shí)間，能夠?qū)γ繉拥暮穸燃右钥刂啤榱搜芯炕鶋簩?duì)介質(zhì)噪聲的影響，我們讓濺射前的基壓在大約5×105和1×10-7Torr之間變化。在淀積過(guò)程中，濺射氣(高純氬氣)壓大約保持在10-20mTorr之間。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)基壓和濺射氣壓對(duì)介質(zhì)噪聲有影響。高的濺射氣壓通常會(huì)導(dǎo)致低的介質(zhì)噪聲。因而，在目前應(yīng)用的大多數(shù)例子中，為獲得減弱的介質(zhì)噪聲，采用15μm的濺射氣壓。此外，我們意外地發(fā)現(xiàn)介質(zhì)噪聲可以通過(guò)在濺射氣體中加氧來(lái)進(jìn)一步控制。例如，通過(guò)在濺射氣體中加大約0.05至0.5％(體積比V/V)的氧，介質(zhì)噪聲能得到明顯減弱。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)特性因此，讓我們將注意力轉(zhuǎn)至圖2，在圖2中，對(duì)1000A厚的CoCrTa垂直介質(zhì)的M-H回線圖(圖2a)和根據(jù)本發(fā)明的多層介質(zhì)的M-H回線圖(圖2b)進(jìn)行了比較。圖2b中的M-H回線取自表1中所示的介質(zhì)樣品1。按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的介質(zhì)的矯頑力和Mrt如圖2a所示。矯頑力為1669Oe，Mrt為1.6memu/cm2。圖中回線的矩形比大約為0.39。相比之下，如圖2b所示，根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)具有的矯頑力為5038Oe，Mrt為0.7memu/cm2，且圖中M-H回線的矩形度為0.83。圖3-5為表示來(lái)自按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的介質(zhì)(圖3和圖4)和根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)(圖5)的分立脈沖信號(hào)的曲線圖。圖3為表示來(lái)自一種CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)的曲線圖，該介質(zhì)厚度為250A，由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器在其上讀取信息。該介質(zhì)的Mrt為1memu/cm2，矯頑力為2100Oe。從該曲線圖中可以看出經(jīng)過(guò)前放之后的pw50為34.6ns，峰-峰值輸出為231mv。圖4為表示來(lái)自一種750A厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)的曲線圖，該介質(zhì)中含一個(gè)固定層，由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。該介質(zhì)具有的Mrt為1.6memu/cm2。該曲線圖中給出的分立峰值信號(hào)具有低劣的矩形度和模糊不清的過(guò)渡區(qū)。經(jīng)過(guò)前放之后的上升時(shí)間大于59ns，峰-峰值輸出為426mv。圖5為表示來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的多層介質(zhì)的分立脈沖信號(hào)的曲線圖。該介質(zhì)有一個(gè)固定層，由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。該介質(zhì)具有的Mrt為0.7memu/cm2。從該曲線圖中可以看出經(jīng)過(guò)前放之后的上升時(shí)間為28.5ns，峰-峰值輸出為355mv。這種介質(zhì)為表1中所示的樣品8。從根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中得到的脈沖信號(hào)比從按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的介質(zhì)中得到的脈沖信號(hào)有了很大的改善。脈沖的矩形度和上升時(shí)間較圖3和4中的每一種CoCrTa介質(zhì)都得到了高度改善。而且，本發(fā)明中的介質(zhì)的輸出電壓與圖4中的介質(zhì)所表現(xiàn)出的輸出電壓相差不大。而較圖3中的介質(zhì)所表現(xiàn)出的輸出電壓則有了很大改善?，F(xiàn)在翻到圖6-8圖中給出了表示CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)(圖6)(已在圖3中討論過(guò))、750A厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)(圖7)(已在圖4中討論過(guò))和根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)(圖8)(已在圖5中討論過(guò))以73kcfi輸出的信號(hào)的曲線圖。每一種介質(zhì)都由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄介質(zhì)，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。這些曲線圖詳細(xì)給出了每一種介質(zhì)的峰-峰值輸出。在圖6中，經(jīng)過(guò)前放之后的CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)的峰-峰值輸出為165mv。在圖7中，經(jīng)過(guò)前放之后的750A厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)的峰-峰值輸出為160mv。在圖8中，經(jīng)過(guò)前放之后的本發(fā)明中的介質(zhì)的峰-峰值輸出為256mv。在以73kcfi輸出的信號(hào)方面，本發(fā)明中的介質(zhì)的輸出明顯超出了按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的介質(zhì)。本發(fā)明中的介質(zhì)的輸出信號(hào)比現(xiàn)有技術(shù)中的縱向介質(zhì)和垂直介質(zhì)大約高40％。我們預(yù)計(jì)現(xiàn)有技術(shù)中的垂直介質(zhì)的高頻輸出的下降是由于它的差的分辨能力，盡管該垂直介質(zhì)在低頻部分有高的輸出。類(lèi)似地，圖9-11為表示CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)(圖9)(已在圖3中討論過(guò))、750A厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)(圖10)(已在圖4中討論過(guò))和根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)(圖11)(已在圖5中討論過(guò))以95kcfi輸出的信號(hào)的曲線圖。每一種介質(zhì)都由一個(gè)環(huán)形磁頭在其上記錄信息，由一個(gè)MR傳感器從其上讀取信息。在圖9中，經(jīng)過(guò)前放之后的CoCr10.4Ta4縱向磁阻(MR)記錄介質(zhì)的峰-峰值輸出為122mv。在圖10中，經(jīng)過(guò)前放之后的750A厚的CoCr17Ta5垂直記錄介質(zhì)的峰-峰值輸出為93mv。在圖11中，經(jīng)過(guò)前放之后的本發(fā)明中的介質(zhì)的峰-峰值輸出為168mv。在以95kcfi輸出的信號(hào)方面，本發(fā)明中的介質(zhì)的輸出再一次明顯超出了現(xiàn)有技術(shù)中的介質(zhì)。本發(fā)明中的介質(zhì)的輸出信號(hào)比現(xiàn)有技術(shù)中的縱向記錄介質(zhì)大約高30％，比現(xiàn)有技術(shù)中的垂直介質(zhì)大約高45％。現(xiàn)在看圖12，圖中給出了一條表示用一個(gè)普通(TDK)MR磁頭從根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中讀取的低密度回放信號(hào)的曲線。峰-峰值輸出大約為460mv。輸出波形非常方而且對(duì)稱。現(xiàn)在看圖13a和13b，圖中給出了兩條表示來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的微分分立脈沖信號(hào)的曲線。在圖13a中，給出了一個(gè)正脈沖，在圖13b中，給出了一個(gè)負(fù)脈沖。經(jīng)計(jì)算圖13b中的PW50為9.8μin。對(duì)信號(hào)的微分處理很有用，這是由于對(duì)脈沖信號(hào)的微分處理能使信號(hào)得到一定程度的增強(qiáng)；可以利用已有的通道硬件；能減弱低頻噪聲的影響；并且即使采用的磁頭有相當(dāng)程度的+/-不對(duì)稱性，正、負(fù)脈沖的PW50和幅度也將變得十分對(duì)稱。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的各PW50非常窄。PW50的窄帶表明pw50不會(huì)被縫隙長(zhǎng)度擴(kuò)展。相反，過(guò)渡長(zhǎng)度似乎受到介質(zhì)的顆粒大小和MR條帶與介質(zhì)之間的間距的限制。這一點(diǎn)從PW50可以由公式2(D+A)來(lái)近似就可以看出來(lái)，其中D是MR條帶與介質(zhì)之間的間距，A是過(guò)渡長(zhǎng)度。在所采用的磁頭中，間距(D)大約為3.5μin。因而，顆粒大小大約為1.2μin。由于采用傳統(tǒng)技術(shù)就可以將磁頭與介質(zhì)之間的實(shí)際間距減少至大約2μin，顆粒大小可以被減少一半，因而在根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中的PW50就可能達(dá)到5.2μin。如果數(shù)據(jù)密度(數(shù)據(jù)位數(shù)/pW50)高于2的話，這樣的結(jié)果換算為線數(shù)據(jù)密度即線數(shù)據(jù)密度大于大約400k比特/in?，F(xiàn)在翻到圖14，該曲線圖給出了測(cè)量到的根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的微分三位(tribit)特性曲線(...)與根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的該介質(zhì)以220kfci輸出的分立脈沖信號(hào)的線性疊加得出的理論上的三位(tribit)特性曲線(-)的對(duì)照情況。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的實(shí)際輸出相對(duì)于線性疊加曲線而言增加了，而不是如普通縱向介質(zhì)一樣降低。增加的原因看來(lái)在于以下事實(shí)即在根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)中沒(méi)有滲透作用。從曲線中可以看出寫(xiě)入偏移。例如，接連的過(guò)渡相對(duì)于疊加曲線而言被推后了，這與在縱向記錄中觀察到的情形相反。正如大家都將了解的一樣，這一效應(yīng)很容易通過(guò)寫(xiě)入的預(yù)先補(bǔ)償來(lái)得到糾正。因而，所有的非線性都應(yīng)當(dāng)歸結(jié)于退磁偏移。在圖15中可以觀察到類(lèi)似的效應(yīng)，該曲線圖給出了測(cè)量到的根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的三位(tribit)特性曲線(....)與根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的該介質(zhì)以262kfci輸出的分立脈沖信號(hào)的線性疊加得出的理論上的三位(tribit)特性曲線的對(duì)照情況。分辨率水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任意的傳統(tǒng)介質(zhì)，不管是縱向介質(zhì)還是垂直介質(zhì)。預(yù)計(jì)通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)，可以獲得高于1GBit/in2的面密度。在圖15中的線密度為349KBPI。讀出元件寬度為3.5μm。因而，可以獲得5000磁跡/英寸(TPI)的磁跡密度。以5000TPI的磁跡密度，可以實(shí)現(xiàn)1.745GBit/in2的面密度。本發(fā)明中的介質(zhì)噪聲的控制如上所述，我們也發(fā)現(xiàn)可以控制本發(fā)明中的介質(zhì)的噪聲。從表1中可以看出一些可用于控制介質(zhì)噪聲的因素。不過(guò)，我們發(fā)現(xiàn)存在某些可用于減少介質(zhì)噪聲的一般性的方法。除與根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)有關(guān)的應(yīng)用外，預(yù)計(jì)這些方法對(duì)于各種垂直磁介質(zhì)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都將有益。我們發(fā)現(xiàn)的用于控制介質(zhì)噪聲的一般性方法包括以下內(nèi)容(i)在有氧或空氣的情形下對(duì)如此濺射成(assputtered)的膜層退火，(ii)在垂直介質(zhì)的淀積前對(duì)固定層進(jìn)行退火，(iii)在垂直Co介質(zhì)中摻鉻或鉻/鉭等以形成合金，(iv)調(diào)整垂直記錄層中的層數(shù)，以及(V)在有氧情形進(jìn)行垂直記錄介質(zhì)的濺射。下面將逐一討論每一個(gè)因素。對(duì)濺射成的膜層的退火我們已經(jīng)概括地說(shuō)明了有可能通過(guò)對(duì)濺射成的膜層進(jìn)行退火來(lái)減少在垂直記錄介質(zhì)中的介質(zhì)噪聲。在本發(fā)明中，通過(guò)將濺射成的膜層在比較溫和的溫度下暴露比較短的一段時(shí)間，來(lái)對(duì)其進(jìn)行退火。例如，在某些實(shí)施例中，通過(guò)在大約260℃的溫度下僅暴露大約30分鐘來(lái)完成對(duì)介質(zhì)的退火；在某些實(shí)施例中，膜層在大約260℃的溫度下退火大約10到20分鐘。而且，在其它實(shí)施例中，退火步驟在有空氣或氧氣的情形下完成。看起來(lái)似乎退火的作用是進(jìn)一步調(diào)整垂直磁記錄層的晶體結(jié)構(gòu)的取向，而且這一看法的提出并未受到任何特定操作理論和方法的影響。不過(guò)，為了使退火能起作用，必須比較仔細(xì)地控制退火溫度和退火時(shí)間。盡管退火時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或退火溫度過(guò)高，退火看來(lái)起來(lái)仍能降低介質(zhì)噪聲，但是介質(zhì)的輸出同時(shí)也會(huì)被減少。因而，信噪比并沒(méi)有得到優(yōu)化。當(dāng)退火在有氧或空氣的情形下完成時(shí)，退火效應(yīng)將得到最大限度地發(fā)揮。盡管還不清楚氧氣或空氣的存在會(huì)帶來(lái)什么樣的效應(yīng)，但有可能是在記錄介質(zhì)的顆粒邊界處形成了一些氧化物，這些氧化物對(duì)顆粒間的磁交換耦合作用起到去耦合的作用。圖16給出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的濺射成的介質(zhì)的退火效應(yīng)的舉例。在圖16中，給出了一條表示根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線，該頻譜曲線給出了以V/sqrtf為單位的介質(zhì)噪聲和以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖16中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明的濺射成的介質(zhì)(_)和經(jīng)過(guò)退火后的同一介質(zhì)(...)的噪聲情況作了比較。在該試驗(yàn)中，根據(jù)本發(fā)明制備了一種多層介質(zhì)。該介質(zhì)包含一個(gè)300厚的鈀固定層和一個(gè)由3.5厚的鈷層和10厚的鈀層構(gòu)成的20層的晶格。在介質(zhì)濺射之后，得到噪聲頻譜。在噪聲頻譜之后，該介質(zhì)經(jīng)歷了在260℃下的大約10-20分鐘的一次退火過(guò)程。在圖中，對(duì)以實(shí)線(-)表示的濺射成的介質(zhì)的噪聲頻譜和以點(diǎn)線(...)表示的經(jīng)過(guò)退火后的介質(zhì)的噪聲頻譜進(jìn)行了比較。正如大家所看到的，介質(zhì)的信號(hào)輸出沒(méi)有改變，而介質(zhì)噪聲則被減少了。我們觀察到信噪比增加了4.2dBm。還進(jìn)行了一個(gè)類(lèi)似的試驗(yàn)，在該試驗(yàn)中，制備的介質(zhì)含一個(gè)固定層。圖17給出了這一試驗(yàn)的結(jié)果。在圖17中，給出了一條表示根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線，該頻譜曲線給出了以V/sqrtf為單位的介質(zhì)噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖17中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明的含一個(gè)固定層的濺射成的介質(zhì)(-)和經(jīng)過(guò)退火后的同一介質(zhì)(...)的噪聲情況進(jìn)行了比較。在該試驗(yàn)中，根據(jù)本發(fā)明制備了一種包含6μmNiFe固定層的垂直記錄介質(zhì)，在固定層上淀積了一個(gè)280厚的鈀成核層。在成核層上淀積了一個(gè)20層的晶格。該晶格包含3.5厚的鈷層和10厚的鈀層。在介質(zhì)的濺射完成之后，測(cè)量了介質(zhì)的噪聲頻譜。圖中以粗實(shí)線(-)給出介質(zhì)的噪聲頻譜。在得到噪聲頻譜后，根據(jù)本發(fā)明對(duì)該介質(zhì)進(jìn)行了退火。通過(guò)將介質(zhì)在260℃下烘烤10到20分鐘來(lái)對(duì)介質(zhì)進(jìn)行退火。在退火后，測(cè)量了介質(zhì)的噪聲頻譜。圖中以細(xì)實(shí)線(-)給出了噪聲頻譜的測(cè)量結(jié)果。正如大家所看到的，與沒(méi)有退火的介質(zhì)相比，在退火介質(zhì)中的噪聲有了顯著減少。另外，相當(dāng)有趣的是，信號(hào)只得到了輕度增強(qiáng)。盡管如此，與表1所示的樣品7和8有關(guān)的信噪比仍得到了大約7dBm的大的增加量。固定層的預(yù)退火我們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)在垂直記錄介質(zhì)的淀積之前對(duì)固定層進(jìn)行預(yù)先退火，可以減少介質(zhì)噪聲。讓人感興趣的是，在先于垂直層的濺射對(duì)固定層退火的介質(zhì)中觀察到的信號(hào)看起來(lái)也得到了增強(qiáng)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將固定層在比較溫和的溫度下暴露比較短的一段時(shí)間來(lái)完成退火過(guò)程。例如，在某些實(shí)施例中，通過(guò)在大約260℃的溫度下僅暴露大約30分鐘來(lái)完成退火。在其它實(shí)施例中，層膜在大約260℃的溫度下退火大約10到20分鐘。而且在其它實(shí)施例中，退火步驟是在有空氣或氧氣的情形下完成的。圖18給出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的固定層的退火效應(yīng)的舉例，如表1中的樣品7和9所示。在圖18中，給出了一條表示根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜的曲線，該頻譜曲線給出了以V/sqrtf為單位的介質(zhì)噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系。在圖18中還對(duì)根據(jù)本發(fā)明制備的含一個(gè)非經(jīng)退火的固定層的介質(zhì)(-)和含一個(gè)經(jīng)過(guò)退火的固定層的類(lèi)似介質(zhì)(...)的噪聲情況進(jìn)行了比較。在該試驗(yàn)中，研究了兩種介質(zhì)。一種介質(zhì)含一個(gè)如此噴鍍成的NiFe固定層，另一種介質(zhì)含一個(gè)已經(jīng)退火的NiFe固定層。通過(guò)加熱基底使含基底的如此噴鍍成的NiFe層在大約260℃下暴露大約10到20分鐘來(lái)完成退火。然后，按照本發(fā)明在兩種基底上制備多層介質(zhì)。介質(zhì)包含一個(gè)280厚的鈀成核層和一個(gè)由3.5厚的鈷層和10厚的鈀層組成的20層的晶格。在該圖中，對(duì)以實(shí)線(-)表示的含噴鍍的固定層的介質(zhì)的噪聲頻譜和以虛線表示的含經(jīng)過(guò)退火的NiFe固定層的介質(zhì)的噪聲頻譜進(jìn)行了比較。正如大家所看到的，介質(zhì)的信號(hào)輸出沒(méi)有改變。不過(guò)，介質(zhì)噪聲減少了。在如表1中的樣7和9所示的介質(zhì)中觀察到了一個(gè)6.5dBm的信噪比增加量。垂直鈷層的摻雜我們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)在垂直記錄材料中形成合金，介質(zhì)噪聲也能得到控制。為得到這一結(jié)果，我們按照本發(fā)明制備了七種不同的介質(zhì)(i)無(wú)固定層的不含鉻的鈷垂直介質(zhì)，(ii)無(wú)固定層的用6％的鉻共同濺射成的鈷垂直介質(zhì)，(iii)無(wú)固定層的用12％的鉻共同濺射成的鈷垂直介質(zhì)，(iV)有固定層的不含鉻的鈷垂直介質(zhì)，(V)有固定層的用6％的鉻共同濺射成的鈷垂直介質(zhì)，(Vi)有固定層的用12％的鉻共同濺射成的鈷垂直介質(zhì)，(vii)有固定層的用18％的鉻共同濺射成的鈷垂直介質(zhì)。從這樣一些樣品中得到的噪聲頻譜如圖19和20所示，圖19和20為按照本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜，圖中考慮到鉻的摻雜效應(yīng)，對(duì)以V/sqrtf為單位的噪聲與以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。圖19給出無(wú)固定層介質(zhì)(樣品(i)-(iii))的結(jié)果，圖20給出了有固定層的介質(zhì)(樣品(iV)-(Vii))的結(jié)果。正如從圖19和如下的表2中所看到的，隨著鉻濃度的增加，信號(hào)輸出緩慢減弱。然而，介質(zhì)噪聲卻顯著下降。信噪比大約上升3.31dBm。還可參看表1中的樣品4-6。表2</tables>現(xiàn)在看圖20和下面的表3，圖20和表3中給出了合金濃度對(duì)根據(jù)本發(fā)明的有固定層的介質(zhì)的影響。正如大家所看到的，隨著鉻濃度的增加，信號(hào)緩慢減弱。同時(shí)，介質(zhì)中的噪聲也減弱。然而，當(dāng)鉻濃度達(dá)到0.18amps(即18％)時(shí)，噪聲的線性減弱似乎停了下來(lái)。隨著鉻濃度增加，信噪比增加。還可參看表1中的樣品9-12。表3我們還看到了隨著合金厚度的變化，在按照本發(fā)明制備介質(zhì)的過(guò)程中采用鈷-鉻-鉭合金的效應(yīng)。下面的表4中給出了結(jié)果。正如大家所看到的，樣品的介質(zhì)噪聲與上面討論的鉻摻雜樣品類(lèi)似，其中鉻含量根據(jù)鉻靶的濺射效率為0.12amps(即12％)而確定。還可參看表1中的樣品12和表1中的樣品18-20。表4</tables>調(diào)整記錄層中的層數(shù)正如上面所討論過(guò)的，我們還觀察到晶格中的層數(shù)可以影響介質(zhì)的噪聲。從下面的表5中可以看出這一效應(yīng)。還可參看表1中的樣品11和14。表5正如大家所看到的，在15層的介質(zhì)中，在噪聲顯著減少的同時(shí)，信號(hào)也減弱了。因而，信噪比得到了加強(qiáng)。而且，可以通過(guò)對(duì)本發(fā)明中的介質(zhì)進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，選擇一種比20層稍小的晶格中的層數(shù)，而信號(hào)不減弱。這使我們能更好地控制介質(zhì)噪聲。圖21給出了根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜曲線，圖中考慮到晶格中的層數(shù)的影響，對(duì)以V/sqrtf為單位的噪聲和以MHz為單位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。在有氧情形下濺射記錄層我們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)在有少量氧的情形下濺射晶格，可以減少介質(zhì)噪聲。估計(jì)是氧使記錄介質(zhì)內(nèi)的晶粒更容易重新調(diào)整取向，而且同上面提到的對(duì)退火的看法一樣，這一看法的提出并未受到任何特定操作理論和方法的影響。此外，也可能在記錄介質(zhì)的晶格內(nèi)形成了一些氧化物。如果采用射頻濺射方法的話，也可以用氧化鈷作濺射靶。圖22給出了在有氧情形下的晶格濺射效應(yīng)，圖22是根據(jù)本發(fā)明制備的介質(zhì)的噪聲頻譜曲線圖，圖中考慮到晶格的有氧濺射效應(yīng)，對(duì)以V/sqrtf為單位的噪聲和以MHz為照位的頻率之間的關(guān)系曲線進(jìn)行了比較。通過(guò)改變基壓來(lái)調(diào)節(jié)氧含量，在某些實(shí)施例中，采用的氧含量大約位于0.05至0.5％(v/v)之間。MR讀出頭中的MR元件的物理偏移除了上面討論過(guò)的控制介質(zhì)噪聲的方法外，還可以用一個(gè)MR讀出頭對(duì)根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)進(jìn)行非常高效率的讀取。據(jù)此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種有物理偏移(即相對(duì)于介質(zhì)中的垂直磁通量?jī)A斜)的MR頭，以減少明顯的介質(zhì)噪聲。在圖23中對(duì)這樣一種磁頭進(jìn)行了圖解說(shuō)明，圖23是根據(jù)本發(fā)明的有物理偏移的MR頭的橫截面示意圖。這里使用的MR指的是各向異性的磁阻效應(yīng)(AMR)和巨磁阻效應(yīng)(GMR)兩種效應(yīng)。在這一
技術(shù)領(lǐng)域：
有各種各樣的大家都很熟悉的AMR和GMR傳感器和材料。例如，AMR傳感器一般由NiFe材料(即坡莫合金)構(gòu)成，被構(gòu)造成一種基底上的惠斯通(wheatstone)電橋結(jié)構(gòu)。GMR傳感器一般由含交替設(shè)置的磁性(如Fe、Co、Ni或它們的合金)和非磁性材料(如Cr、Ru、Cu、Al、Ag、Au、或它們的合金)的多層材料構(gòu)成，通常被構(gòu)造成一種基底上的惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明，AMR類(lèi)型或GMR類(lèi)型的傳感器都可以采用。在該圖中，示出了一種根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)記錄層61和一個(gè)固定層62的垂直記錄介質(zhì)60，以及一種由一個(gè)環(huán)形寫(xiě)入元件63和一個(gè)MR條帶讀出元64加以描述的磁頭。環(huán)形寫(xiě)入元件63通常包括一個(gè)第一磁通臂65，一個(gè)第二磁通臂66和一縫隙67。采用環(huán)形寫(xiě)入元件63來(lái)產(chǎn)生橫跨縫隙67的磁力線68。根據(jù)介質(zhì)60所需要的磁力線方向，磁力線可以由第一臂65或第二臂66引出。磁力線68在介質(zhì)60內(nèi)產(chǎn)生微分磁通密度區(qū)域69(箭頭)。出人意料的是，當(dāng)采用環(huán)形寫(xiě)入元件63時(shí)，這些磁力線69通常排列為垂直向上70或垂直向下71，在它們之間存在過(guò)渡區(qū)72。當(dāng)介質(zhì)60在MR元件64下通過(guò)時(shí)，MR元件64中與介質(zhì)60內(nèi)的磁力線垂直的區(qū)域的電阻將會(huì)改變，并產(chǎn)生響應(yīng)于介質(zhì)中垂直排列的磁力線的信號(hào)。用屏蔽擋板74a和74b保護(hù)MR元件64使其不受寫(xiě)入頭63的影響，MR元件64被置于屏蔽擋板74a和74b之間。在圖中，MR元件64相對(duì)于想象的垂直于介質(zhì)60的延長(zhǎng)線76偏離一個(gè)角度75(θ)。角度75(θ)大約位于-20°至20°之間，或大約位于-15°至15°之間，在某些實(shí)施例中，大約位于-10°至10°之間。在圖23a和23b中，示出了圖23中的MR頭的放大示圖。在圖23a中，示出了一個(gè)沒(méi)有物理偏移或者說(shuō)角度75(θ)等于0度的MR讀出元件64。在圖23b中，畫(huà)出了一個(gè)有物理偏移或者說(shuō)角度75(θ)大約等于10度的MR讀出元件64。在操作中，MR元件64的角度75的作用是產(chǎn)生一個(gè)物理偏移。角度75的作用實(shí)質(zhì)上是稍許降低一下MR元件64對(duì)介質(zhì)中垂直向上70或垂直向下71的磁通的靈敏性。估計(jì)介質(zhì)中的每一個(gè)粒子都具有變化的至少取決于粒子大小和粒子取向的磁通密度。因而，通過(guò)稍許降低一下MR元件64對(duì)這樣的磁通密度變化的靈敏性，估計(jì)將可以減少介質(zhì)噪聲。大家將會(huì)領(lǐng)會(huì)到，通過(guò)在晶格中生長(zhǎng)具有類(lèi)似的輕度物理偏移的晶粒，也能夠獲得類(lèi)似的結(jié)果。例如，可以改變基底的組織以產(chǎn)生角度型的晶粒生長(zhǎng)。此外，也可以在濺射過(guò)程中，在基底和濺射靶之間產(chǎn)生成角度的電荷。也可以將各種方法組合使用。例如，可以使晶粒生長(zhǎng)物理上偏向垂直線的一側(cè)，同時(shí)讓MR元件64偏向相反方向。這樣的方法可以用于顯著減少介質(zhì)噪聲。結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)和環(huán)形寫(xiě)入/MR讀出磁頭的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在本發(fā)明中，提供了一種結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)和一個(gè)環(huán)形寫(xiě)入/MR讀出磁頭的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。討論一下現(xiàn)有技術(shù)的用于記錄和讀取信息的系統(tǒng)可以更好地理解這一系統(tǒng)的操作。概括來(lái)講，可以根據(jù)縱向和橫向記錄介質(zhì)和采用的用于記錄和讀取的磁頭類(lèi)型，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)。因此，在圖24中對(duì)各種記錄介質(zhì)的記錄/讀取方法進(jìn)行了比較。圖24a是一個(gè)采用環(huán)形寫(xiě)入頭和MR條帶讀出頭在縱向記錄介質(zhì)中進(jìn)行記錄/讀取的傳統(tǒng)方法的舉例。圖24b是一個(gè)采用單極讀出和寫(xiě)入頭在垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄/讀取的傳統(tǒng)方法的舉例。圖24c是一個(gè)采用環(huán)形寫(xiě)入頭和MR條帶讀出頭在根據(jù)本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行讀取和寫(xiě)入的方法的舉例。在圖24a中，畫(huà)出了一種縱向記錄介質(zhì)38和一個(gè)由環(huán)形寫(xiě)入元件39和MR條帶讀出元件40加以描述的磁頭。環(huán)形寫(xiě)入元件39一般包括一個(gè)上磁極或第一磁極41，一個(gè)第二磁極42，和一個(gè)縫隙43。環(huán)形寫(xiě)入元件39用于產(chǎn)生橫跨縫隙43的磁力線44。磁力線44在介質(zhì)38內(nèi)產(chǎn)生微分磁通密度(箭頭)區(qū)域45。正如大家都能理解的一樣，與介質(zhì)表面平行的磁力線通常為包含磁通差異的信息，這種磁通差異在縱向介質(zhì)中存儲(chǔ)信息。當(dāng)采用環(huán)形寫(xiě)入元件39時(shí)，這些磁力線45通常排列為平行向右46，垂直向上47a，垂直向下47b，或平行向左48。當(dāng)介質(zhì)38在MR元件40下通過(guò)時(shí)，MR元件40內(nèi)與介質(zhì)38中的磁力線垂直的區(qū)域(即點(diǎn)47a和47b)內(nèi)的阻抗會(huì)改變。并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，如輸出49所示。在圖24b中，示出了一個(gè)對(duì)垂直介質(zhì)進(jìn)行讀出和寫(xiě)入的傳統(tǒng)系統(tǒng)。其中，還示出了一種具有一個(gè)記錄層51和一個(gè)固定層52的垂直記錄介質(zhì)50。采用一個(gè)單極讀出和寫(xiě)入頭產(chǎn)生作用于介質(zhì)50的磁力線54。磁力線54一般通過(guò)介質(zhì)50，例如，通過(guò)固定層52后返回。磁力線54在介質(zhì)50中產(chǎn)生微分磁通密度55區(qū)域(箭頭)。當(dāng)采用單極磁頭53時(shí)，這些磁力線55通常排列為垂直向上56或垂直向下57，在其間存在過(guò)渡區(qū)域58。當(dāng)單極磁頭53不處于寫(xiě)入狀態(tài)時(shí)，它對(duì)與介質(zhì)50垂直的來(lái)自介質(zhì)的磁力線的反應(yīng)很靈敏。當(dāng)介質(zhì)50在讀出頭53下通過(guò)時(shí)，讀出頭53檢測(cè)垂直磁通區(qū)域(即點(diǎn)56和57)并產(chǎn)生如輸出58所示的輸出。最后，在圖24c中，示出一種根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)記錄層61和一個(gè)固定層62的垂直記錄介質(zhì)60，和一個(gè)由環(huán)形寫(xiě)入元件63和MR條帶讀出元件64來(lái)描述的磁頭。環(huán)形寫(xiě)入元件63一般包括一個(gè)第一磁極65，第二磁極66，和一個(gè)縫隙67。磁力線68在介質(zhì)60內(nèi)產(chǎn)生微分磁通密度區(qū)域69(箭頭)。意想不到的是，當(dāng)用環(huán)形寫(xiě)入元件63時(shí)，這些磁力線69一般排列為垂直向上70或垂直向下71，在其間為過(guò)渡區(qū)域72。當(dāng)介質(zhì)60在MR元件64下通過(guò)時(shí)，MR元件64中與介質(zhì)60內(nèi)的磁力線垂直的區(qū)域(即點(diǎn)70和71)內(nèi)的電阻將會(huì)改變，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，如輸出73所示。采用根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)和上面討論的環(huán)形寫(xiě)入/MR讀出頭的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)意想不到的特征是采用環(huán)形寫(xiě)入頭很容易在垂直方向磁化本發(fā)明的介質(zhì)。傳統(tǒng)上環(huán)形寫(xiě)入頭用于縱向介質(zhì)。本發(fā)明中的介質(zhì)可以使用環(huán)形寫(xiě)入頭標(biāo)志著一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。這樣的磁頭容易生產(chǎn)并且花費(fèi)不大。而且，環(huán)形寫(xiě)入頭不象單極寫(xiě)入頭一樣需要依賴于介質(zhì)的磁通返回。圖25是關(guān)于裝配有根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的頂部透視圖。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器77包括一個(gè)包含底盤(pán)78和蓋79的硬盤(pán)組件，底盤(pán)78和蓋79構(gòu)成一個(gè)殼體80。殼體80內(nèi)裝有一種磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)81和一個(gè)致動(dòng)裝置82。磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)81有一個(gè)上表面和一個(gè)下表面(未示出)。在驅(qū)動(dòng)器77內(nèi)還有一個(gè)包括一塊印刷電路板84的控制裝置83。用于控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)操作，在印刷電路板84上有多個(gè)集成電路元件。還包括一個(gè)磁頭裝置85用于將控制信號(hào)從印刷電路板84傳送至殼體80內(nèi)。圖26是圖25所示的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器77的分解視圖，如圖26所示，在底盤(pán)78上裝有一個(gè)自轉(zhuǎn)馬達(dá)86，用于支撐磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)81繞位于與磁盤(pán)81垂直的平面內(nèi)、通過(guò)磁盤(pán)81的中心的軸線旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)機(jī)構(gòu)82包括一個(gè)致動(dòng)臂87，用于將至少一個(gè)交互作用元件88置于接近于磁盤(pán)81表面的位置。一般至少提供兩個(gè)交互作用元件88，如讀出磁頭和寫(xiě)入磁頭，磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)81的每個(gè)面一個(gè)，這一點(diǎn)本
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的專業(yè)人員一般都能理解。在用具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明的同時(shí)，必須指出的是，本發(fā)明還能作進(jìn)一步修改，本申請(qǐng)涵蓋了遵循本發(fā)明的原理的對(duì)本發(fā)明的任何變更、應(yīng)用和修正，包括以下一些對(duì)本發(fā)明的修改情況，如果這些修改內(nèi)容位于與本發(fā)明有關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
中熟知的或習(xí)慣的作法的范圍之內(nèi)，適用于上文中所列出的基本特點(diǎn)，或落入本發(fā)明的范圍和附后的權(quán)利要求所聲明的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種磁記錄介質(zhì)，包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀和鉑組成的元素組；和一個(gè)記錄層，該記錄層包括多個(gè)由磁性金屬或其合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中該磁性金屬或其合金層具有垂直磁各向異性，厚度為第一厚度，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度。2.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約1.5和10之間。3.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約2和7之間。4.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約3和5之間。5.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述磁層由鈷組成。6.如權(quán)利要求5所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約1.5和10之間。7.如權(quán)利要求5所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約2和7之間。8.如權(quán)利要求5所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約3和5之間。9.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第二厚度位于大約5和15之間。10.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第二厚度位于大約7和12之間。11.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述第二厚度位于大約8和11之間。12.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述成核層的厚度位于大約200和600之間。13.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目位于大約10和30之間。14.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目位于大約15和25之間。15.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述成核層和記錄層的總厚度不超過(guò)1500。16.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，具有超過(guò)大約2500奧斯特的矯頑力。17.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，還包括一個(gè)位于所述成核層和基底層之間的固定層。18.如權(quán)利要求17所述的介質(zhì)，其中所述固定層由NiFe合金構(gòu)成。19.如權(quán)利要求17所述的介質(zhì)，其中所述固定層厚度大約位于2μm和6μm之間。20.一種磁記錄介質(zhì)，包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)記錄層，該記錄層包括多個(gè)由鈷或鈷合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度，其特征在于所述第一厚度位于大約1.5和10之間，所述第二厚度位于大約5和15之間，所述雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目位于大約10和30之間，成核層和記錄層的厚度不超過(guò)1500，介質(zhì)的矯頑力超過(guò)大約2500奧斯特。21.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約2和7之間。22.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述第一厚度位于大約3和5之間。23.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述第二厚度位于大約7和12之間。24.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述第二厚度位于大約8和11之間。25.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述成核層厚度位于大約200和600之間。26.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，其中所述雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目位于大約15和25之間。27.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，還包括一個(gè)位于所述成核層和基底層之間的固定層。28.如權(quán)利要求27所述的介質(zhì)，其中所述固定層由NiFe合金構(gòu)成。29.如權(quán)利要求27所述的介質(zhì)，其中所述固定層厚度大約位于2μm和6μm之間。30.一種生產(chǎn)磁性記錄介質(zhì)的方法，包括制備一個(gè)基底層；在該基底層上真空淀積一個(gè)厚度大于約50的成核層，該成核層選自由鈀和鉑組成的元素組；以及在所述成核層上真空淀積一個(gè)記錄層，該記錄層包括多個(gè)由鈷或鈷合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，該鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，該非磁性金屬元素選自由鈀和鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度。31.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括以下步驟在有氧情形下在所述成核層的淀積步驟之后進(jìn)行退火。32.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括以下步驟在淀積所述成核層之前，在所述基底層上真空淀積一個(gè)固定層。33.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括以下步驟在有氧情形下，在淀積所述成核層之前，對(duì)具有所述固定層的介質(zhì)進(jìn)行退火。34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述成核層的淀積步驟在有氧情形下完成。35.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述記錄層淀積步驟在有氧情形下完成。36.一種信息存儲(chǔ)裝置，包括一種具有Ku大于或等于2×106erg/cc的垂直磁各向異性的平面磁記錄介質(zhì)，用于以磁通的形式接收、存儲(chǔ)和允許讀取信息；一個(gè)讀出/寫(xiě)入磁頭，用于以磁通的形式向介質(zhì)中寫(xiě)入信息，并以磁通的形式從介質(zhì)中讀取信息，該磁頭包括一個(gè)環(huán)形寫(xiě)入元件和一個(gè)磁阻(MR)讀出元件。37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述磁記錄介質(zhì)還包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)記錄層，該記錄層包含多個(gè)由鈷或鈷合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，該鈷或鈷合金層的厚度為第一厚度，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度，其特征在于所述第一厚度位于大約1.5和10之間，所述第二厚度位于大約5和15之間，所述雙層結(jié)構(gòu)的數(shù)目位于大約10和30之間，所述成核層和記錄層的厚度不超過(guò)1500A。38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述MR元件相對(duì)于垂直介質(zhì)平面的延長(zhǎng)線偏移一個(gè)位于大約-10°至10°之間的角度。39.一種讀出-寫(xiě)入磁頭，包括一環(huán)形頭和磁阻(MR)讀出頭，所述環(huán)形頭用于向磁記錄介質(zhì)中寫(xiě)入磁信息，所述磁阻(MR)讀出頭用于從磁記錄介質(zhì)中讀取磁信息，該MR頭包括一個(gè)MR元件，該MR元件以相對(duì)于磁記錄介質(zhì)垂直的取向被置于磁頭內(nèi)，其中改進(jìn)包括使所述MR元件產(chǎn)生一個(gè)物理偏移以使該元件相對(duì)于磁記錄介質(zhì)的磁場(chǎng)的垂直方向偏離一個(gè)位于大約-10°至10°之間的角度。40.一種信息存儲(chǔ)裝置，包括一個(gè)殼體、一存儲(chǔ)介質(zhì)、一用于旋轉(zhuǎn)該存儲(chǔ)介質(zhì)的裝置，和一個(gè)包括至少一個(gè)位于鄰近所述存儲(chǔ)介質(zhì)的位置，用于從該存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取和寫(xiě)入信息的交互作用元件的致動(dòng)裝置，其中所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括一個(gè)基底層，其上淀積有一個(gè)厚度大于50的非磁性金屬成核層，該非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組；和一個(gè)記錄層，該記錄層包括多個(gè)由磁性金屬或其合金層和非磁性金屬層組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中該磁性金屬層具有磁各向異性，其厚度為第一厚度，所述非磁性金屬元素選自由鈀或鉑組成的元素組，其厚度為第二厚度。全文摘要本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的多層磁記錄介質(zhì)及之相結(jié)合的磁阻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。具體而言,本發(fā)明提出了一種包含交替設(shè)置的鈷層或鈷合金層和貴金屬層如鈀層或鉑層的多層介質(zhì),和生產(chǎn)這種介質(zhì)的方法。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)通常包括一個(gè)基底層,一個(gè)成核層,一個(gè)晶格和一個(gè)保護(hù)層。在某些實(shí)施例中,基底層為拋光鋁。在其它一些實(shí)施例中,成核層的厚度大于100A,在某些實(shí)施例中位于大約200和600A之間。晶格通常包含由鈷層(或鈷合金層)和鈀層或鉑層組成的雙層結(jié)構(gòu)。鈷層的厚度大約位于1.5A和10A之間,或大約位于2A和7A之間,或大約位于3A和5A之間。鈀層或鉑層的厚度大約位于5A和15A之間,或大約位于7A和12A之間,或大約位于8A和11A之間。晶格(33)中的雙層結(jié)構(gòu)或它的周期結(jié)構(gòu)的數(shù)目大約位于10或30之間,或大約位于15和25之間。在某些實(shí)施例中,晶格(33)和成核層(32)的厚度不超過(guò)1500A。本發(fā)明還提出了一種新型的信息存儲(chǔ)裝置,該裝置包括與一種垂直各向異性超過(guò)2×10文檔編號(hào)G11B5/673GK1181152SQ96193117公開(kāi)日1998年5月6日申請(qǐng)日期1996年2月1日優(yōu)先權(quán)日1995年2月7日發(fā)明者曉霞·唐,加－萊恩·陳申請(qǐng)人:西加特技術(shù)公司