專利名稱：垂直磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及垂直磁記錄介質(zhì)，且更特別地，涉及為減小噪聲在基板和垂直磁記錄層之間具有改進的層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
近來，諸如磁盤的記錄介質(zhì)的面記錄密度顯著增加。特別地，為增加磁盤的面記錄密度，已提出垂直磁記錄方法。在這種情形下，為增加記錄密度在垂直方向磁化磁記錄層。用于垂直磁化的磁記錄層由具有相對高的磁各向異性和高矯頑力的磁材料形成。
為通過有效地磁化垂直磁記錄層方便地在垂直磁記錄層記錄數(shù)據(jù)，軟磁襯層設置在垂直磁記錄層和支撐垂直磁記錄層的基板之間。磁頭設置在垂直磁記錄層上方以形成來磁化垂直磁記錄層的磁通。
在記錄中，從磁頭的記錄極發(fā)出的磁通以位區(qū)域為單位磁化垂直磁記錄層，沿著設置在垂直磁記錄層下面的軟磁襯層流動，并且返回磁頭的返回極。因為軟磁襯層設置在垂直磁記錄層下面，磁路容易地在磁記錄介質(zhì)內(nèi)形成并且從記錄極發(fā)出的磁通不受干擾且有效地傳送到垂直磁記錄層。這樣，垂直磁記錄層被有效磁化。
然而，為容易地在軟磁襯層內(nèi)形成磁路，軟磁襯層不應變得飽和。為此，軟磁襯層應該具有預定厚道和足夠的飽和磁化(Ms)。然而，當厚的軟磁襯層形成時，由于在磁記錄過程中從記錄極發(fā)出的磁通導致磁渦流(magneticvortex)發(fā)生，并且磁渦流導致磁化時間的延遲和噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供具有抑止磁渦流以有效減少噪聲的軟磁襯層結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括基板；形成在該基板上的第一軟磁襯層；形成在該第一軟磁襯層上并且具有垂直磁各向異性的垂直各向異性中間層；形成在該垂直各向異性中間層上的第二軟磁襯層；以及形成在該第二軟磁襯層上的垂直磁記錄層。
第二軟磁襯層可具有使得奈爾壁(Neel wall)的能量密度小于布洛赫壁(Bloch wall)的能量密度的厚度。
第二軟磁襯層的厚度可在從5到20nm的范圍內(nèi)。
垂直各向異性中間層可由半硬磁材料形成。
垂直各向異性中間層由選自Co、CoFe合金、以及NiFe合金組成的組中的材料形成。
垂直各向異性中間層的厚度可在2到10nm的范圍內(nèi)。
垂直各向異性中間層可具有至少為5kG的飽和磁化。
垂直各向異性中間層的磁各向異性能量可在從5×105erg/cc到1×106erg/cc的范圍內(nèi)。


通過參照附圖詳細描述其示例性實施例，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直磁記錄介質(zhì)的橫截面圖；圖2是示出了磁疇壁的厚度和磁疇壁的能量密度之間的關(guān)系的圖；圖3A和3B示出了比較例中記錄過程中以及記錄后垂直磁記錄介質(zhì)的磁化；及圖4A和4B示出了本發(fā)明的實施例在記錄過程中以及記錄后垂直磁記錄介質(zhì)的磁化。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直磁記錄介質(zhì)的橫截面圖。
參照圖1，垂直磁記錄介質(zhì)包括基板10、第一軟磁襯層11、垂直各向異性中間層12、第二軟磁襯層13、以及垂直磁記錄層15。另外，保護層18可進一步形成在垂直磁記錄層15上以從外部保護垂直磁記錄層15。潤滑層24可進一步形成在保護層18上以減小由于磁頭的碰撞和滑動導致的磁頭和保護層18的磨損。
第一和第二軟磁襯層11和13允許從磁頭(未示出)發(fā)出磁通以在記錄過程中于磁記錄介質(zhì)內(nèi)形成磁路從而使得垂直磁記錄層15被有效磁化。為此，第一和第二軟磁襯層11和13由具有高磁導率和低矯頑力的軟磁材料形成。
第一軟磁襯層11可優(yōu)選地具有足夠的厚度，比磁頭的記錄極具有相對更高的飽和磁化。如果第一軟磁襯層11具有相對小的飽和磁化和厚度，第一軟磁襯層11變得飽和并且從磁頭發(fā)出的磁通不能適當?shù)赝ㄟ^。
第二軟磁襯層13可優(yōu)選地具有小的厚度從而沒有磁渦流發(fā)生。第二軟磁襯層13的厚度將參照圖2描述。
圖2是示出了當?shù)诙洿乓r層13具有17kG的飽和磁化Ms時磁疇壁的厚度和磁疇壁的能量密度之間的關(guān)系的圖。
磁疇壁能夠為兩種形式布洛赫壁以及奈爾壁。布洛赫壁為轉(zhuǎn)變磁化(switched magnetization)關(guān)于第二軟磁襯層13垂直地形成處的磁疇壁，而奈爾壁為轉(zhuǎn)換磁化關(guān)于第二軟磁襯層13水平地形成處的磁疇壁。在磁記錄中或者磁記錄之后磁疇壁在第二軟磁襯層13內(nèi)形成磁疇的邊界。在磁化過程中可能發(fā)生的磁渦流在關(guān)于第二軟磁襯層13(參見圖3中V)的垂直表面內(nèi)形成，并且由此與布洛赫壁相關(guān)。另一方面，與第二軟磁襯層13垂直形成的磁渦流與奈爾壁不相關(guān)。因此，為抑止磁渦流的發(fā)生，其中磁化垂直轉(zhuǎn)換的布洛赫壁不應該在第二軟磁襯層13內(nèi)形成。
由于磁疇的能量密度與第二軟磁襯層(圖1中的13)的厚度相關(guān)，布洛赫壁以及奈爾壁的形成受到第二軟磁襯層13的厚度限制。因此，第二軟磁襯層13應該具有降低奈爾壁的能量密度從而低于布洛赫壁的能量密度的厚度。換句話說，當?shù)诙洿乓r層13具有預定的轉(zhuǎn)變厚度(transition thickness)時，奈爾壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度，并且因此奈爾壁形成在磁疇的邊界。這里，轉(zhuǎn)變厚度指在布洛赫壁的能量密度和奈爾壁的能量密度相同的轉(zhuǎn)變位置處第二軟磁襯層13的厚度。
參照圖1和2，當?shù)诙洿乓r層13的Ms為17kG時，第二軟磁襯層13的轉(zhuǎn)變厚度為大約20nm。在這種情形下，如果第二軟磁襯層13的厚度T1小于大約20nm，奈爾壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度，因此利于使奈爾壁的形成容易于布洛赫壁，并且垂直于第二軟磁襯層13的半電子化(semi-electronization)和磁渦流受到抑止。同時，第二軟磁襯層13的厚度T1可優(yōu)選大于5nm從而具有穩(wěn)定的薄層。因此，第二軟磁襯層13的厚度T1可在5nm到20nm范圍內(nèi)從而抑止磁渦流。
再參照圖1，垂直各向異性中間層12可由具有垂直磁各向異性的半硬磁材料形成。半硬磁材料具有比軟磁材料更大的矯頑力且比硬磁材料更容易被磁化。半硬磁材料的特性介于軟磁材料和硬磁材料的特性之間。由半硬磁材料形成的垂直各向異性中間層12比由硬磁材料形成的垂直磁記錄層15更容易被磁化并且具有小的矯頑力。因此，垂直各向異性中間層12與第一和第二軟磁襯層11和13一起允許從磁頭發(fā)出的磁通在磁記錄介質(zhì)內(nèi)容易地形成磁路從而垂直磁記錄介質(zhì)15能夠有效地被磁化。另外，垂直各向異性中間層12具有更大的矯頑力并且比軟磁襯層11和13更難被磁化，因此能夠抑止在軟磁襯層11和13內(nèi)可能發(fā)生的磁渦流。例如，垂直各向異性中間層12具有大約5kG的Ms，并且垂直各向異性中間層12的磁各向異性能Ku在從5×105到1×106erg/cc的范圍內(nèi)。
垂直各向異性中間層12需要具有允許垂直磁各向異性的層厚。例如，垂直各向異性中間層12可以優(yōu)選的具有小于10nm的厚度T2。同時，垂直各向異性中間層12能夠使用薄層工藝形成，并且在這種情形下，垂直各向異性中間層12的厚度T2可優(yōu)選的大于2nm。因此，垂直各向異性中間層12可大于大約2nm并且小于大約10nm。為具有穩(wěn)定的薄層，垂直各向異性中間層12可大于5nm。
由于垂直各向異性中間層12具有垂直各向異性，磁矩以與垂直經(jīng)過垂直磁記錄層15的記錄磁場相同的方向排列。即，由于垂直各向異性中間層12的磁矩具有和垂直磁記錄層15內(nèi)排列的磁矩相同的方向，垂直各向異性中間層12能夠強化垂直磁記錄層15的記錄磁場。即，在垂直磁記錄介質(zhì)的再現(xiàn)期間，垂直各向異性中間層12增加了垂直磁記錄介質(zhì)的輸出，因此改善了SNR特性。
垂直各向異性中間層12可由Co、CoFe合金或者NiFe合金形成。各向異性中間層12能夠在濺射薄層制造方法通過蒸鍍形成。例如，如果垂直各向異性中間層12由Co薄層制成，Co薄層蒸鍍?yōu)閱螌邮沟么怪备飨虍愋灾虚g層12能夠在垂直方向具有晶體磁各向異性。另外，如果垂直各向異性中間層12由CoFe合金薄層形成，軟磁籽層首先被蒸鍍，然后CoFe合金薄層被蒸鍍從而具有彈性磁各向異性。
垂直磁記錄層15是當磁頭的寫被垂直建立時信息以所記錄的位為單位被磁記錄在其上的層。例如，垂直磁記錄層15可由具有優(yōu)異的垂直磁各向異性的Co型合金或具有強磁性的Fe型合金形成。
圖3A到4B示出了分別在比較例以及本發(fā)明的實施例中抑止磁渦流的磁記錄介質(zhì)。
<比較例>
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖3A和3B示出的磁記錄介質(zhì)包括單層軟磁襯層21和堆疊在其上的垂直磁記錄層25。圖3A示出記錄過程中的磁化，并且圖3B示出記錄后的磁化。這里，軟磁襯層21具有15kG的Ms，并且其厚度為90nm。
參照圖3A，在軟磁襯層21內(nèi)發(fā)生磁渦流V。磁渦流V阻礙軟磁襯層21的磁化的快速轉(zhuǎn)換并且因此延遲磁化時間使得信息不能夠在磁記錄介質(zhì)上高密度地被記錄。參照圖3B，記錄之后磁渦流(圖3A中的V)在軟磁襯層21上產(chǎn)生具有與排列在垂直磁記錄層25內(nèi)的磁矩的方向相反的方向的成分，因此導致噪聲。
<實施例>
圖4A和4B示出了與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁記錄介質(zhì)大體相同的磁記錄介質(zhì)，除了軟磁襯層通過垂直各向異性中間層12分為第一和第二軟磁襯層11和13。垂直各向異性中間層12由具有1×106erg/cc的垂直磁各向異性能和2000Oe的矯頑力的半硬磁材料制成。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例在記錄過程中的磁化，以及圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例在記錄之后的磁化。
參照圖4A，因為垂直各向異性中間層12被插入在第一和第二軟磁襯層11和13之間，第一和第二軟磁襯層11和13內(nèi)的磁渦流被抑止。因此，第一和第二軟磁襯層11和13的磁化被快速改變，因此減小磁記錄介質(zhì)的磁化時間。當磁化時間被減少時，在單位時間內(nèi)能夠記錄更多信息，并且有利于在磁記錄介質(zhì)上高密度地磁性記錄信息。
另外，由于垂直各向異性中間層12的磁矩的方向與垂直磁記錄層15的磁矩方向相同，垂直磁記錄層15內(nèi)的記錄磁場被強化并且在再現(xiàn)過程中輸出增加，因此確保了非常好的SNR特性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的具有插入在軟磁襯層之間的垂直各向異性中間層的垂直磁記錄介質(zhì)具有下列優(yōu)勢。
第一，軟磁襯層內(nèi)的磁渦流被抑止，由此減少了磁記錄介質(zhì)的磁化時間。這有利于高密度磁記錄。
第二，軟磁襯層內(nèi)產(chǎn)生的噪聲能夠被抑止。
第三，垂直磁記錄層的記錄磁場被強化并且輸出增加從而確保了優(yōu)異的SNR特性。
盡管本發(fā)明參照其示例性實施例進行了特定示出和描述，本領域一般技術(shù)人員將理解在不偏離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行其形式和細節(jié)內(nèi)的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括基板；第一軟磁襯層，其形成在所述基板上；垂直各向異性中間層，其形成在所述第一軟磁襯層上并且具有垂直磁各向異性；第二軟磁襯層，其形成在所述垂直各向異性中間層上；以及垂直磁記錄層，其形成在所述第二軟磁襯層上。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述第二軟磁襯層具有使得奈爾壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述第二軟磁襯層的所述厚度在從5到20nm的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述垂直各向異性中間層由半硬磁材料形成。
5.如權(quán)利要求4所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述垂直各向異性中間層由選自Co、CoFe合金、以及NiFe合金組成的組中的材料形成。
6.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述垂直各向異性中間層的所述厚度在2到10nm的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述垂直各向異性中間層具有至少為5kG的飽和磁化。
8.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述垂直各向異性中間層的磁各向異性能在從5×105erg/cc到1×106erg/cc的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了垂直磁記錄介質(zhì)。垂直磁記錄介質(zhì)包括基板；形成在基板上的第一軟磁襯層；形成在第一軟磁襯層上并且具有垂直磁各向異性的垂直各向異性中間層；形成在垂直各向異性中間層上的第二軟磁襯層；以及形成在第二軟磁襯層上的垂直磁記錄層。
文檔編號G11B5/738GK101025932SQ20061013173
公開日2007年8月29日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者李宅東, 卓泳旭, 李成喆 申請人:三星電子株式會社