專利名稱：垂直磁性記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常用于磁性記錄介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器——例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)——中的垂直磁性記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
垂直磁性記錄介質(zhì)已是眾所周知的。垂直磁性記錄介質(zhì)包括所謂的軟磁性底層。磁性記錄層鋪在軟磁性底層上。當(dāng)寫(xiě)入頭指向磁性記錄層時(shí)，磁性記錄層位于寫(xiě)入頭和軟磁性底層之間。在寫(xiě)入頭和軟磁性底層之間建立了磁通量的循環(huán)路徑。這用于增大磁場(chǎng)在記錄磁性層上的作用。穿過(guò)磁性記錄層的磁場(chǎng)可以有陡峭的梯度?？梢源判杂涗泴又薪⒍盖偷男畔⒈忍?。
磁性記錄層中的易磁化軸優(yōu)選地沿垂直于襯底表面和軟磁性底層的方向。磁性記錄層中的晶粒在預(yù)定方向上建立了均勻的晶向，從而確定了所述的磁各向異性。均勻的晶向可基于外延來(lái)實(shí)現(xiàn)。在形成磁性記錄層之前，在軟磁性底層表面上形成非磁性取向控制層，以控制磁性記錄層中的晶向。
非磁性取向控制層應(yīng)當(dāng)具有足夠的厚度。非磁性取向控制層厚度減小會(huì)使得無(wú)法充分形成磁性記錄層中的均勻晶向。太厚的非磁性取向控制層使寫(xiě)入頭與軟磁性底層之間距離過(guò)大。這導(dǎo)致作用在磁性記錄層上的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小。在此情形中磁場(chǎng)梯度應(yīng)當(dāng)是中等的。在磁性記錄層中無(wú)法建立陡峭的記錄比特。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于給出多層結(jié)構(gòu)膜，用于減小磁性晶體層之下的非磁性取向控制層的厚度。本發(fā)明的一個(gè)目的在于給出多層結(jié)構(gòu)膜，用于改善垂直磁性記錄介質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)換特性。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，給出垂直磁性記錄介質(zhì)，包含磁性取向控制層，包括互相毗鄰的晶粒，所述磁性取向控制層用作控制上層中晶向的層；非磁性取向控制層，鋪于磁性取向控制層表面上，包括互相毗鄰的晶粒，所述非磁性取向控制層用作控制上層中晶向的層；以及磁性記錄層，鋪于非磁性取向控制層表面上，包括從非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)出來(lái)的晶粒。
垂直磁性記錄介質(zhì)能夠根據(jù)來(lái)自磁性和非磁性取向控制層的影響可靠地建立均勻的晶向。與主要用非磁性取向控制層來(lái)控制磁性記錄介質(zhì)中的晶向的情形相比，在該情形中可可靠地控制磁性記錄介質(zhì)中的晶向。從而磁性記錄介質(zhì)中各晶粒中的易磁化軸能夠可靠地對(duì)準(zhǔn)垂直于磁性記錄介質(zhì)表面的方向。垂直磁性記錄介質(zhì)在電磁轉(zhuǎn)換特性方面具有更高的性能。另外，無(wú)需增大非磁性取向控制層的厚度就能夠?qū)崿F(xiàn)均勻晶向的可靠建立。
垂直磁性記錄介質(zhì)可進(jìn)一步包含軟磁性底層，由磁性和非磁性取向控制層將其與磁性記錄層隔開(kāi)。在此情形中，如果易磁化軸對(duì)準(zhǔn)平行于磁性取向控制層中軟磁性底層的表面的方向，那么磁性取向控制層也與該軟磁性底層一起作為軟磁性底層。從而可以減小軟磁性底層與寫(xiě)入頭或電磁轉(zhuǎn)換器之間的距離。這一減小的厚度有利于磁性記錄層中陡峭記錄比特的建立。
磁性記錄層中的晶粒可具有六角密堆(hcp)結(jié)構(gòu)，C軸相應(yīng)于易磁化軸。在此情形中，磁性取向控制層中的晶粒具有面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)。在磁性取向控制層中應(yīng)用fcc結(jié)構(gòu)的晶粒的情形中，晶粒的(111)面可能優(yōu)選地沿平行于磁性取向控制層中磁性記錄層的表面的方向。
這里，非磁性記錄層中的晶?？梢跃哂衕cp結(jié)構(gòu)。如果非磁性取向控制層中的晶粒由磁性取向控制層中的晶?；谕庋舆M(jìn)行生長(zhǎng)而得到，那么晶粒的(002)面可能優(yōu)選地沿平行于非磁性取向控制層中的表面的方向。如果磁性記錄層中的晶粒由該類型的非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)得到，那么晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可沿垂直于磁性記錄層中襯底表面的方向。此外，非磁性記錄層中的晶?？删哂衒cc結(jié)構(gòu)。根據(jù)外延，晶粒的(111)面優(yōu)選地沿平行于非磁性取向控制層中表面的方向。如果磁性記錄層中的晶粒由該類型的非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)得到，那么晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可能沿垂直于磁性記錄層中襯底表面的方向。
作為替代，磁性記錄層中的晶?？删哂蠰10結(jié)構(gòu)，其C軸相應(yīng)于易磁化軸。這里，磁性取向控制層中的晶粒中可以形成立方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)中的任何一種。立方結(jié)構(gòu)可包括，例如，fcc結(jié)構(gòu)、體心立方(bcc)結(jié)構(gòu)等。四方結(jié)構(gòu)可包括，例如，面心四方(fct)結(jié)構(gòu)、體心四方(bct)結(jié)構(gòu)等。在磁性取向控制層中應(yīng)用立方結(jié)構(gòu)的晶粒的情形中，晶粒的(100)面可能優(yōu)選地沿平行于磁性取向控制層中磁性取向控制層的表面的方向。在磁性取向控制層中應(yīng)用四方結(jié)構(gòu)的晶粒的情形中，晶粒的(001)面可能優(yōu)選地沿平行于磁性取向控制層中磁性取向控制層的表面的方向。
這里，在非磁性取向控制層的晶粒中可形成立方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)中的任何一種。在非磁性取向控制層中應(yīng)用立方結(jié)構(gòu)的晶粒的情形中，非磁性取向控制層中基于磁性取向控制層中的晶粒的外延使得晶粒的(100)面可以優(yōu)選地沿平行于非磁性取向控制層中非磁性取向控制層的表面的方向。如果磁性記錄層中的晶粒由該類型的非磁性取向控制層中的晶粒基于外延進(jìn)行生長(zhǎng)而得到，那么晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可沿垂直于磁性記錄層中襯底表面的方向。在非磁性取向控制層中應(yīng)用四方結(jié)構(gòu)的晶粒的情形中，非磁性取向控制層中基于磁性取向控制層中的晶粒的外延使得晶粒的(001)面可以優(yōu)選地沿平行于非磁性取向控制層中非磁性取向控制層表面的方向。如果磁性記錄層中的晶粒由該類型的非磁性取向控制層中的晶?；谕庋舆M(jìn)行生長(zhǎng)而得到，那么晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可沿垂直于磁性記錄層中襯底表面的方向。
磁性取向控制層可以包括Fe、Co和Ni中的至少一種。磁性取向控制層可進(jìn)一步包括下列元素中至少一種Mo、Cr、Cu、V、Nb、Al、Si和B。
垂直磁性記錄介質(zhì)可進(jìn)一步包含支撐磁性取向控制層的基底層?；讓涌捎糜诳刂拼判匀∠蚩刂茖又芯Я５木蚝统叽纭；讓涌砂ㄏ铝性刂兄辽僖环NTa、C、Mo、Ti、W、Re、Os和Hf。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，給出多層結(jié)構(gòu)膜，包含磁性取向控制層，包括互相毗鄰的晶粒，所述磁性取向控制層用作控制上層中晶向的層；非磁性取向控制層，鋪于磁性取向控制層表面上，包括互相毗鄰的晶粒，所述非磁性取向控制層用作控制上層中晶向的層；以及晶體層，鋪于非磁性取向控制層表面上，包括從非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)出來(lái)的晶粒。
多層結(jié)構(gòu)膜使得可以在晶體層中可靠地建立均勻的晶向。與單獨(dú)用非磁性取向控制層來(lái)控制晶體層中的晶向的情形相比，能夠可靠地控制晶體層中的晶向。無(wú)需增加非磁性取向控制層的厚度就能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地建立均勻的晶向。


圖1為一俯視圖，示意性示出作為磁性記錄介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器的特定實(shí)施例的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的結(jié)構(gòu)。
圖2為用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的磁性記錄磁盤(pán)的部分放大剖面圖。
圖3為磁性記錄磁盤(pán)中襯底的部分放大剖面圖，用于示出形成軟磁性底層的工藝。
圖4為襯底的部分放大剖面圖，用于示出形成基底層的工藝。
圖5為襯底的部分放大剖面圖，用于示出形成磁性取向控制層的工藝。
圖6為襯底的部分放大剖面圖，用于示出形成非磁性取向控制層的工藝。
圖7為襯底的部分放大剖面圖，用于示出形成磁性記錄層的工藝。
圖8示出由X射線衍射得到的搖擺曲線。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出作為磁性記錄介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器或存儲(chǔ)器件的實(shí)施例的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。HDD11包括盒形主體箱12，確定，例如，扁平的平行六面體的內(nèi)部空間。至少一個(gè)磁性記錄磁盤(pán)13置于主體箱12的內(nèi)部空間中。磁性記錄磁盤(pán)13屬于所謂的垂直磁性記錄介質(zhì)。磁性記錄磁盤(pán)13安裝于主軸馬達(dá)14的驅(qū)動(dòng)軸上。主軸馬達(dá)14能夠以較高的轉(zhuǎn)速——例如7200rpm、10000rpm等——驅(qū)動(dòng)磁性記錄磁盤(pán)13旋轉(zhuǎn)。蓋子——未示出——與主體箱12配合以在主體箱12和它之間確定封閉的內(nèi)部空間。
磁頭傳動(dòng)器16與垂直支撐軸15相連。磁頭傳動(dòng)器16包括從垂直支撐軸15沿水平方向延伸的剛性傳動(dòng)臂17，以及分別與傳動(dòng)臂17的尖端相連從而從響應(yīng)的傳動(dòng)臂17沿前向延伸的磁頭懸臂18。正如通常所知的，浮動(dòng)磁頭滑塊19通過(guò)萬(wàn)向節(jié)——未示出——懸掛在彈性懸臂18的尖端。彈性懸臂18用于將浮動(dòng)磁頭滑塊19壓向磁性記錄磁盤(pán)13的表面。當(dāng)磁性記錄磁盤(pán)13旋轉(zhuǎn)時(shí)，浮動(dòng)磁頭滑塊19接收沿旋轉(zhuǎn)磁性記錄磁盤(pán)13表面產(chǎn)生的氣流。氣流用于產(chǎn)生對(duì)浮動(dòng)磁頭滑塊19的抬升作用。從而在磁性記錄磁盤(pán)13旋轉(zhuǎn)過(guò)程中浮動(dòng)磁頭滑塊19能夠以抬升作用和彈性懸臂18的壓迫力之間的平衡所建立的更高的可靠性保持浮動(dòng)在磁性記錄磁盤(pán)13表面上方。
電磁轉(zhuǎn)換器——未示出——以傳統(tǒng)的方式安裝在浮動(dòng)磁頭滑塊19上。電磁轉(zhuǎn)換器包括讀出元件，例如巨磁阻(GMR)元件或隧道結(jié)磁阻(TMR)元件，以及寫(xiě)入元件，例如單極磁頭或感應(yīng)薄膜磁頭。GMR元件或TMR元件設(shè)計(jì)用于利用旋閥膜或隧道結(jié)膜中的電阻響應(yīng)磁性記錄磁盤(pán)13所導(dǎo)致的磁場(chǎng)磁極性反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的變化來(lái)探測(cè)磁性比特?cái)?shù)據(jù)。單極磁頭或感應(yīng)薄膜磁頭設(shè)計(jì)用于利用，例如，導(dǎo)電漩渦形線圈圖形中感生的磁場(chǎng)來(lái)向磁性記錄磁盤(pán)13寫(xiě)入磁性比特?cái)?shù)據(jù)。
當(dāng)磁頭傳動(dòng)器16在浮動(dòng)磁頭滑塊19浮動(dòng)期間被驅(qū)動(dòng)繞支撐軸15擺動(dòng)時(shí)，浮動(dòng)磁頭滑塊19能夠沿磁性記錄磁盤(pán)13的徑向橫過(guò)磁性記錄磁盤(pán)13上的記錄磁道。這一晶向移動(dòng)用于將浮動(dòng)磁頭滑塊19上的電磁轉(zhuǎn)換器恰好定位在磁性記錄磁盤(pán)13上的目標(biāo)記錄磁道上方。電源21——例如音圈馬達(dá)(VCM)——可用來(lái)實(shí)現(xiàn)磁頭傳動(dòng)器16繞支撐軸15的旋轉(zhuǎn)。正如通常所知的，在主體箱12的內(nèi)部空間中裝入來(lái)了兩個(gè)或更多個(gè)磁性記錄磁盤(pán)13的情形中，在相鄰磁性記錄磁盤(pán)13之間安置了一對(duì)傳動(dòng)臂17、17和一堆浮動(dòng)磁頭滑塊19、19。
圖2示出磁性記錄磁盤(pán)13的垂直剖面圖。磁性記錄磁盤(pán)13包括作為支撐部件的襯底31和鋪于(延伸于)襯底31前和后表面上的多層結(jié)構(gòu)膜32。襯底31可以是，例如，玻璃襯底。作為替代，鋁襯底、硅襯底等也可用作襯底31。磁性信息記錄在多層結(jié)構(gòu)膜32中?？梢孕纬杀Ｗo(hù)層33——例如類金剛石碳(DLC)膜——和潤(rùn)滑劑膜34——例如全氟聚醚(PFPE)膜——來(lái)覆蓋多層結(jié)構(gòu)膜32的表面。
多層結(jié)構(gòu)膜32包括分別鋪于襯底前和后表面上的軟磁性底層35。厚度大約195nm的CoNbZr膜可用作底層35。易磁化軸設(shè)置在平行于襯底31表面的方向。微晶沉積合金膜——例如FeTaC膜——或晶體合金膜——例如NiFe膜——可替代前述非晶合金膜用作軟磁性底層。作為替代，軟磁性底層35可以是包括，例如，互相交疊的軟磁性層和非磁性層的多層膜。
磁性取向控制層36鋪于軟磁性底層35表面上。磁性取向控制層36包括軟磁性底層35表面上互相毗鄰的晶粒。磁性取向控制層36可由軟磁性金屬材料制成。磁性取向控制層可包括Fe、Co和Ni中至少一種。這里，厚度大約5nm的NiFe膜用作磁性取向控制層36。除了，例如，磁性金屬材料之外，還可以在磁性取向控制層中加入下列元素中的一種或多種Mo、Cr、Cu、V、Nb、Al、Si和B。在磁性取向控制層36的各晶粒中形成面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)。磁性取向控制層36中晶粒的(111)面優(yōu)選地沿平行于襯底31表面的方向。
非磁性取向控制層37鋪于磁性取向控制層36的表面上。非磁性取向控制層37包括磁性取向控制層36表面上互相毗鄰的晶粒。非磁性取向控制層37中的各晶粒由磁性取向控制層36中的各晶?；谕庋舆M(jìn)行生長(zhǎng)而得到。非磁性取向控制層37可由晶體非磁性金屬材料支撐。這里，厚度大約20nm的Ru膜用作非磁性取向控制層37。也可用包括下列元素之一的非磁性合金膜來(lái)代替Ru膜Zn、Tc、Co、Os、C(石墨)和Re。非磁性取向控制層37中的各晶粒中形成六角密堆(hcp)結(jié)構(gòu)。非磁性取向控制層37中晶粒的(002)面優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。另外，包括下列中至少一種的非磁性合金也可用作非磁性取向控制層37Cu、Rh、Ir、Pd和Pt。在此情形中，非磁性取向控制層37中的晶粒中形成fcc結(jié)構(gòu)。另外，非磁性取向控制層37中晶粒的(111)面優(yōu)選地沿襯底31的表面的方向。
磁性記錄層38鋪于非磁性取向控制層37的表面上。磁性記錄層38包括非磁性取向控制層37表面上的互相毗鄰的晶粒。磁性記錄層38中的各晶粒有非磁性取向控制層37中的各晶?；谕庋舆M(jìn)行生長(zhǎng)而得到。于是在磁性記錄層38中的各晶粒中形成了hcp結(jié)構(gòu)。磁性記錄層38中各晶粒中的hcp結(jié)構(gòu)的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——沿垂直于襯底31表面的方向。磁性記錄層可由，例如，包括Co和Cr的合金形成。
如圖2所示，可在軟磁性底層3和磁性取向控制層36之間插入基底層39。基底層可由，例如，至少下列元素之一形成Ta、C、Mo、Ti、W、Re、Os和Hf。這里，厚度大約5nm的Ta膜用作基底層39。Ta膜用于可靠地控制磁性取向控制層36中晶粒的取向和尺寸。如果，例如，在Ta膜上疊加NiFe膜，那么NiFe膜中的晶粒的(111)平面優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。
磁性記錄磁盤(pán)13使得能夠充分建立沿磁性記錄層38中晶粒的預(yù)定方向的均勻取向。與單獨(dú)用非磁性取向控制層來(lái)控制磁性記錄層38中的晶向的情形相比，能夠可靠地控制磁性記錄層38中的晶向。從而，磁性記錄層38中各晶粒中的易磁化軸能夠可靠地沿垂直于襯底31的表面的方向。磁性記錄磁盤(pán)13在電磁轉(zhuǎn)換特性上具有更高的性能。
此外，磁性取向控制層36用于避免磁性記錄磁盤(pán)13中非磁性取向控制層37的厚度增加。特定地，如果在前述方式中磁性取向控制層36中易磁化軸沿平行于襯底31的表面的方向，那么磁性取向控制層37還與軟磁性底層35一起用作軟磁性底層。從而能夠減小軟磁性底層和電磁轉(zhuǎn)換器單極磁頭之間的距離。這一減小的距離有利于在磁性記錄層38中建立陡峭的記錄比特。磁性記錄層38能夠以足夠的強(qiáng)度被磁化。
接下來(lái)，將簡(jiǎn)要描述制作磁性記錄磁盤(pán)13的方法。首先制備盤(pán)形襯底31。襯底置于，例如，濺射設(shè)備中。于濺射設(shè)備中在襯底31的表面上形成多層結(jié)構(gòu)膜32。后面將會(huì)詳細(xì)描述該工藝。厚度在大約3.0nm至10.0nm之間的保護(hù)層33隨后形成在多層結(jié)構(gòu)膜32的表面上?？衫茫?，化學(xué)氣相沉積(CVD)來(lái)形成保護(hù)層33。厚度大約1.0nm的潤(rùn)滑劑膜34涂于保護(hù)層33的表面。襯底31可浸入含有，例如，全氟聚醚的溶液中來(lái)涂敷潤(rùn)滑劑膜34。
在濺射設(shè)備中進(jìn)行濺射以形成多層結(jié)構(gòu)膜32。如圖3所示，在襯底31的表面上形成軟磁性底層35。這里，形成，例如，CoNbZr膜41。在濺射設(shè)備的反應(yīng)室中設(shè)置CoNbZr靶。從靶上濺射出Co原子、Nb原子和Zr原子，沉積在襯底31的表面上。CoNbZr膜41的厚度設(shè)為，例如，大約195nm。作為替代，可使用其它方法來(lái)形成軟磁性底層35。
如圖4所示，隨后在CoNbZr膜41的表面上形成基底層39。這里，形成了，例如，Ta膜42。在濺射設(shè)備的反應(yīng)室中設(shè)置Ta靶。從靶上濺射出Ta原子，沉積在CoNbZr膜41的表面上。Ta膜42的厚度設(shè)為，例如，大約5nm。
如圖5所示，隨后在Ta膜42的表面上形成磁性取向控制層36。這里，形成了，例如，NiFe膜43。在濺射設(shè)備的反應(yīng)室中設(shè)置NiFe靶。從靶上濺射出Ni原子和Fe原子，沉積在Ta膜42的表面上。晶粒生長(zhǎng)在NiFe膜43中。NiFe膜43的厚度設(shè)為，例如，大約5nm。
如圖6所示，隨后在NiFe膜43的表面上形成非磁性取向控制層。這里，形成了，例如，Ru膜44。在濺射設(shè)備的反應(yīng)室中設(shè)置Ru靶。從靶上濺射出Ru原子，沉積在NiFe膜43的表面上。晶粒從NiFe膜43中的各晶粒生長(zhǎng)在Ru膜44中。Ru膜44的厚度設(shè)為，例如，大約20nm。
如圖7所示，隨后在Ru膜44的表面上形成磁性記錄層38。這里，形成了，例如，CoCrPt膜45。在濺射設(shè)備的反應(yīng)室中設(shè)置CoCrPt靶。從靶上濺射出Co原子、Cr原子和Pt原子，沉積在Ru膜44的表面上。晶粒從Ru膜44中的各晶粒生長(zhǎng)在CoCrPt膜45中。CoCrPt膜45的厚度設(shè)為，例如，大約20nm。應(yīng)當(dāng)指出在濺射過(guò)程中，襯底31保持在室溫。
發(fā)明者觀察了以前述方法制作的磁性記錄磁盤(pán)13的特性。發(fā)明者也制備了第一和第二比較實(shí)施例。第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)包括厚度200nm的CoNbZr膜、厚度20nm的Ru膜和厚度20nm的CoCrPt膜，它們以次順序基于濺射形成在襯底31的表面上。第二比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)包括厚度200nm的CoNbZr膜、厚度40nm的Ru膜和厚度20nm的CoCrPt膜，它們以次順序基于濺射形成在襯底31的表面上。在兩個(gè)比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)中的CoCrPt膜表面上都形成了厚度4nm的DLC膜。
發(fā)明者用X射線衍射觀察了本發(fā)明的實(shí)施例和第一比較實(shí)施例中CoCrPt膜的晶向。在42度附近出現(xiàn)一個(gè)峰。證實(shí)各晶粒的(002)面沿CoCrPt膜的預(yù)定方向。特定地，CoCrPt膜中晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——沿垂直于襯底表面的方向。
發(fā)明者對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和第一比較實(shí)施例測(cè)量了磁性記錄磁盤(pán)的搖擺曲線。測(cè)量選定CoCrPt膜中晶粒的(002)面。如圖8所示，對(duì)實(shí)施例的測(cè)量得到搖擺曲線的半高全寬Δθ50等于11度。對(duì)第一比較實(shí)施例的測(cè)量得到搖擺曲線的半高全寬Δθ50等于19度。證實(shí)實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13，而不是第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，中的CoCrPt膜中的易磁化軸很好地沿垂直于襯底表面的方向。應(yīng)當(dāng)指出對(duì)第二比較實(shí)施例的測(cè)量得到搖擺曲線的半高全寬Δθ50等于11度，因?yàn)榈诙容^實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)包括更大厚度的Ru膜。
接下來(lái)，發(fā)明者用極性Kerr效應(yīng)測(cè)量了CoCrPt膜的矯頑力Hc和矯頑力的角度比S。對(duì)實(shí)施例的測(cè)量得到CoCrPt膜的矯頑力等于380[kA/m]以及矯頑力角度比等于0.99。對(duì)第一比較實(shí)施例的測(cè)量得到CoCrPt膜的矯頑力等于332[kA/m]以及矯頑力角度比等于0.96。對(duì)第二比較實(shí)施例的測(cè)量得到CoCrPt膜的矯頑力等于490[kA/m]以及矯頑力角度比等于0.98。證實(shí)實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13，而不是第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，具有更大的矯頑力。在實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13，而不是第二比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，中觀察到更大的角度比。
此外，發(fā)明者觀察了CoCrPt膜的磁各向異性的分布。發(fā)明者制備了本發(fā)明的修改實(shí)施例和修改比較實(shí)施例。本發(fā)明的前述實(shí)施例以及第一比較實(shí)施例中的軟磁性底層、CoNbZr層被省略了，以得到修改樣品。對(duì)修改實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13的測(cè)量得到相對(duì)方向中偏離相應(yīng)于零度的垂直方向七度的分布角。修改實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13顯示出從948[kA/m]到1422[kA/m]的各向異性磁場(chǎng)。對(duì)修改第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)的測(cè)量得到相對(duì)方向中偏離相應(yīng)于零度的垂直方向十度的分布角。修改第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13顯示出從553[kA/m]到1264[kA/m]的各向異性磁場(chǎng)。證實(shí)實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，而不是第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，能夠減小磁各向異性的分布。特定地，證明實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，而不是第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)，能承受更大的磁各向異性。
此外，對(duì)本發(fā)明的前述實(shí)施例以及第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)測(cè)量了電磁轉(zhuǎn)換特性。以等于400[kFCI]的線性分解向磁性記錄磁盤(pán)寫(xiě)入磁性信息。使用了單極磁頭。單極磁頭的芯寬設(shè)為0.5μm。寫(xiě)入的磁性信息被讀出。包括旋閥膜的GMR元件用來(lái)讀出磁性信息。單極磁頭和GMR元件如上所述安裝在浮動(dòng)磁頭滑塊19上。浮動(dòng)磁頭滑塊19和磁性記錄磁盤(pán)之間的相對(duì)速度設(shè)為等于16.0[m/s]。
對(duì)實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13的測(cè)量得到S/N比等于24[dB]。對(duì)第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)的測(cè)量得到S/N比等于16[dB]。對(duì)第二比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)的測(cè)量得到S/N比等于3[dB]。證明與第一和第二比較實(shí)施例相比，實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13具有更大的S/N比。此類型的磁性記錄磁盤(pán)13有望極大地提高記錄密度。
同時(shí)，發(fā)明者測(cè)量了表現(xiàn)分辨率特性的D50值。對(duì)實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13的測(cè)量得到D50值等于312[kFCI]。對(duì)第一比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)的測(cè)量得到D50值等于271[kFCI]。對(duì)第二比較實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)的測(cè)量得到D50值等于225[kFCI]。與第一和第二比較實(shí)施例相比，實(shí)施例的磁性記錄磁盤(pán)13具有更大的D50。以此方式證明此類型的磁性記錄磁盤(pán)13具有改善的電磁轉(zhuǎn)換特性。
在前述多層結(jié)構(gòu)膜32中的磁性記錄層38中可形成L10結(jié)構(gòu)的晶粒。例如，F(xiàn)ePt合金可用于提供此類型的磁性記錄層38。在此情形中，在前述磁性取向控制層36中的晶粒中可形成立方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)中的任何一種。在磁性取向控制層36中使用立方結(jié)構(gòu)晶粒的情形中，磁性取向控制層36中晶粒的(100)面可優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。在磁性取向控制層36中使用四方結(jié)構(gòu)晶粒的情形中，磁性取向控制層36中晶粒的(100)面可優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。
這里，在前述非磁性取向控制層37中的晶粒中可形成立方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)中的任何一種。非磁性取向控制層37中各晶粒從磁性取向控制層36中各晶?；谕庋舆M(jìn)行生長(zhǎng)而得到。在非磁性取向控制層37中使用立方結(jié)構(gòu)晶粒的情形中，非磁性取向控制層37中晶粒的(100)面可優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。如果磁性記錄層38中的晶粒從此類型的非磁性取向控制層37中的晶粒生長(zhǎng)得到，則磁性記錄層38中晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可沿垂直于襯底31的表面的方向。在非磁性取向控制層37中使用四方結(jié)構(gòu)晶粒的情形中，磁性取向控制層36中晶粒的(100)面可優(yōu)選地沿平行于襯底31的表面的方向。如果磁性記錄層38的晶粒從此類型的非磁性取向控制層37中的晶粒生長(zhǎng)得到，則磁性記錄層38中晶粒的C軸——相應(yīng)于易磁化軸——可沿垂直于襯底31的表面的方向。在此情形中，例如，MgO膜可用作非磁性取向控制層37。
權(quán)利要求
1.垂直磁性記錄介質(zhì)，包含磁性取向控制層，包括互相毗鄰的晶粒，所述磁性取向控制層用作用于控制上層中晶向的層；非磁性取向控制層，在磁性取向控制層表面上延伸，包括互相毗鄰的晶粒，所述非磁性取向控制層用作用于控制上層中晶向的層；以及磁性記錄層，在非磁性取向控制層表面上延伸，包括從非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)得到的晶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的垂直磁性記錄介質(zhì)，進(jìn)一步包含軟磁性底層，由磁性和非磁性控制層將其與磁性記錄層隔開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中所述磁性記錄層中的晶粒具有六角密堆結(jié)構(gòu)，而磁性取向控制層中的晶粒具有面心立方結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性取向控制層中晶粒的(111)面優(yōu)選地平行于襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性記錄層中的所述晶粒具有L10結(jié)構(gòu)，而磁性取向?qū)又械木Я＞哂辛⒎浇Y(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性取向控制層中晶粒的(100)面優(yōu)選地平行于襯底。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性記錄層中的所述晶粒具有L10結(jié)構(gòu)，而磁性取向?qū)又械木Я＞哂兴姆浇Y(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性取向控制層中晶粒的(001)面優(yōu)選地平行于襯底。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個(gè)的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性取向控制層包括Fe、Co和Ni中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中磁性取向控制層包括下列元素中至少一種Mo、Cr、Cu、V、Nb、Al、Si和B。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的垂直磁性記錄介質(zhì)，進(jìn)一步包含承受磁性取向控制層的基底層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的垂直磁性記錄介質(zhì)，其中所述基底層包括下列元素中至少一種Ta、C、Mo、Ti、W、Re、Os和Hf。
13.多層結(jié)構(gòu)膜，包含磁性取向控制層，包括互相毗鄰的晶粒，所述磁性取向控制層用作用于控制上層中晶向的層；非磁性取向控制層，在磁性取向控制層表面上延伸，包括互相毗鄰的晶粒，所述非磁性取向控制層用作用于控制上層中晶向的層；以及晶體層，在非磁性取向控制層表面上延伸，包括從非磁性取向控制層中的晶粒生長(zhǎng)得到的晶粒。
全文摘要
非磁性取向控制層(37)鋪于磁性取向控制層(36)的表面上，包括互相毗鄰的晶粒。磁性記錄層(38)鋪于非磁性取向控制層(37)的表面上，包括從非磁性取向控制層(37)中各晶粒生長(zhǎng)得到的晶粒?；诖判院头谴判匀∠蚩刂茖?36、37)的影響，在磁性記錄層(38)中的晶粒中可建立均勻的取向。與單獨(dú)使用非磁性取向控制層(37)來(lái)控制磁性記錄層(38)中的晶向的情形相比，能可靠地控制磁性記錄層(38)中的晶向。無(wú)需增加非磁性取向控制層(37)的厚度就能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地建立均勻的晶向。垂直磁性記錄介質(zhì)在電磁轉(zhuǎn)換特性上具有更高的性能。
文檔編號(hào)B32B1/00GK1689078SQ03824259
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者稻村良作, 竹下弘人, 杉本利夫, 下田一正, 大島武典, 前田麻貴, 渦卷拓也, 田中厚志 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社