專利名稱：磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁記錄介質(zhì)，更具體地，涉及能夠減小由軟磁襯層的磁疇壁產(chǎn)生的磁噪聲的磁記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
眾所周知，垂直磁記錄比縱向磁記錄實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度。因此，現(xiàn)在大多數(shù)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)采用垂直記錄技術(shù)從而實(shí)現(xiàn)高記錄密度。
在垂直磁記錄中，數(shù)據(jù)位的磁化沿垂直于相應(yīng)記錄介質(zhì)的平面的方向排列。這樣的垂直磁記錄利用雙層垂直磁記錄介質(zhì)和極頭(pole head)進(jìn)行，該雙層垂直磁記錄介質(zhì)包括鐵磁層和軟磁襯層(SUL)。由于極頭的磁特性而不可避免地被使用的SUL設(shè)置在磁記錄層下面且引導(dǎo)磁通，該磁通負(fù)面地造成噪聲通過(guò)磁疇壁被產(chǎn)生。
已經(jīng)提出各種方法來(lái)減小磁疇壁產(chǎn)生的噪聲。在這些方法中，有通過(guò)形成具有多層襯層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)且在襯層之間建立交換耦合來(lái)減小由磁疇壁產(chǎn)生的噪聲的常規(guī)方法。另一常規(guī)方法是通過(guò)在襯層下形成鐵磁層，由于鐵磁層的交換耦合來(lái)防止磁疇壁的形成。另一常規(guī)方法是通過(guò)在SUL下面形成磁疇控制層來(lái)防止磁疇的形成。因?yàn)榇女牽刂茖佑砂嘿F的反鐵磁材料形成，所以使用磁疇控制層的方法不是優(yōu)選的。已經(jīng)建議了降低噪聲的各種其它方法，但是到目前為止沒(méi)有一種方法成功地解決了由增加垂直磁記錄介質(zhì)的記錄密度帶來(lái)的噪聲問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，其能夠有效地降低由磁疇壁產(chǎn)生的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括襯底；形成在該襯底之上的垂直磁記錄層；設(shè)置在該垂直磁記錄層與該襯底之間的第一軟磁襯層；設(shè)置在該第一軟磁襯層與該垂直磁記錄層之間的第二軟磁襯層；以及設(shè)置在該第一軟磁襯層與該第二磁層之間且防止該第一軟磁襯層與該第二軟磁襯層之間的磁相互作用的隔離層，其中該第二軟磁襯層的各向異性場(chǎng)Hk大于該第一軟磁襯層的各向異性場(chǎng)Hk。
該第二軟磁襯層可形成Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)耦合且包括至少一個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)，其中一對(duì)單位軟磁襯層堆疊，其間形成有非磁間隔層。
該第二軟磁襯層可以比該第一軟磁襯層更薄。該第二軟磁襯層可具有1至12nm之間的厚度，且該第一軟磁襯層可具有50nm或更大的厚度。
該第一軟磁襯層和該第二磁層可以由相同材料形成。
該第二軟磁襯層可包括兩個(gè)單位軟磁襯層和形成在該兩個(gè)單位軟磁襯層之間的一個(gè)間隔層，其中該單位軟磁襯層的每個(gè)具有1至5nm之間的厚度，該間隔層具有2nm或更小的厚度，該第一軟磁襯層具有50nm或更大的厚度。
該隔離層可以由非磁金屬或非金屬材料形成。該垂直磁記錄介質(zhì)還可包括設(shè)置在該第一軟磁襯層和該襯底之間的磁疇控制層。
該第二軟磁襯層可以由選自包括CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。該第一軟磁襯層可以由選自包括NiFe合金、CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。該隔離層可以由非磁金屬或非金屬材料形成。該磁疇控制層可以由IrMn形成。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述其示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖；圖2A和2B是剖視圖，示出圖1的垂直磁記錄介質(zhì)的寫和讀操作；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例可應(yīng)用在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁襯層(SUL)結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖6是示出垂直磁記錄介質(zhì)的CoZrNb形成的SUL的厚度和磁特性之間的關(guān)系的曲線圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例可應(yīng)用在垂直磁記錄介質(zhì)中的軟磁襯層結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖7B是示出圖7A的SUL結(jié)構(gòu)的施加磁場(chǎng)與所得磁化之間的關(guān)系的曲線圖；圖8示出用于比較其性噪比(SNR)的SUL結(jié)構(gòu)樣品(a)、(b)和(c)；圖9A至9C是模擬結(jié)果，分別示出圖8的樣品(a)、(b)和(c)的磁疇結(jié)構(gòu)；以及圖10A至10C是模擬結(jié)果，分別示出圖8的樣品(a)、(b)和(c)的磁疇壁噪聲。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更加全面地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例包括軟磁襯層(SUL)的雙層垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖，圖2A和2B是剖視圖，示出利用圖1的垂直磁記錄介質(zhì)的寫和讀操作。
參考圖1，垂直磁記錄層120形成在襯底100上，保護(hù)層130形成在垂直磁記錄層120上以保護(hù)垂直磁記錄層120免受外部影響，潤(rùn)滑層140形成在保護(hù)層130上從而減小由硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的磁頭與保護(hù)層130之間的接觸造成的磨損。
潤(rùn)滑層140由四醇(tetraol)形成，保護(hù)層130由類金剛石碳(DLC)形成，垂直磁記錄層120由選自包括CoCrPtSiO2、CoPt、CoCrPt和FePt的組的一種形成，襯底100由玻璃或Al-Mg形成。
第一SUL 101設(shè)置在垂直磁記錄層120和襯底100之間從而形成垂直磁場(chǎng)的磁路徑且使信息能被記錄在垂直磁記錄層120上。
第二SUL 110和形成在第二SUL 110之下的隔離層102兩者置于第一SUL 101和垂直磁記錄層120之間。隔離層102由例如Ta或Ti的非磁材料形成，且防止第二SUL 110和第一SUL 101之間的磁相互作用。
根據(jù)本實(shí)施例，第二SUL 110的各向異性場(chǎng)Hk大于第一SUL 101的各向異性場(chǎng)Hk，第二SUL 110的磁導(dǎo)率低于第一SUL 101的磁導(dǎo)率。
由于相對(duì)低的各向異性場(chǎng)Hk，在磁記錄期間，第一SUL 101形成具有高寫場(chǎng)梯度的垂直磁路徑，從而使得能夠以高密度記錄信息。第二SUL 110在信息復(fù)制期間水平地分散第一SUL 101中存在的疇壁產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)，從而阻止雜散磁場(chǎng)到達(dá)讀頭。
也就是說(shuō)，參考圖2A，當(dāng)利用磁頭進(jìn)行垂直磁記錄時(shí)頭輸出的垂直磁場(chǎng)的磁路徑由第一SUL 101形成，從而使得信息能被記錄在垂直磁記錄層120上。參考圖2B，當(dāng)記錄在垂直磁記錄層120上的磁圖案被復(fù)制時(shí)，第二SUL 110發(fā)散(即分流)由第一SUL 101的磁疇壁產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)，從而在信息復(fù)制期間阻止雜散磁場(chǎng)到達(dá)磁頭且極大地提高所復(fù)制信息的信噪比(SNR)。
因?yàn)橛捎诰哂邢鄬?duì)高的各向異性場(chǎng)Hk而具有穩(wěn)定的疇結(jié)構(gòu)的第二SUL110設(shè)置在由于具有相對(duì)低的各向異性場(chǎng)Hk而具有高寫場(chǎng)梯度的第一SUL101之上，所以第二SUL 110能分流具有不穩(wěn)定疇結(jié)構(gòu)的第一SUL 101產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖。與圖1的垂直磁記錄介質(zhì)相比，圖3的垂直磁記錄介質(zhì)還包括磁疇控制層303。
詳細(xì)地，垂直磁記錄層320形成在襯底300之上，保護(hù)層330形成在垂直磁記錄層320上以保護(hù)垂直磁記錄層320，潤(rùn)滑層340形成在保護(hù)層330上。垂直磁記錄層320形成在保護(hù)層330下。第二SUL 310、隔離層302和第一SUL 301設(shè)置在垂直磁記錄層320之下。磁疇控制層303設(shè)置在第一SUL 301之下從而控制第一SUL 301的磁疇。磁疇控制層303可以由諸如IrMn的公知材料形成，已知，磁疇控制層303控制第一SUL 301的磁疇以減少磁疇壁。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的垂直磁記錄介質(zhì)的剖視圖。與圖1的垂直磁記錄介質(zhì)相比，圖4的垂直磁記錄介質(zhì)還包括垂直取向?qū)?perpendicularalignment layer)421。
詳細(xì)地，垂直磁記錄層420形成在襯底400之上，保護(hù)層430形成在垂直磁記錄層420上從而保護(hù)垂直磁記錄層420，潤(rùn)滑層440形成在保護(hù)層430上。垂直磁記錄層420和垂直取向?qū)?21形成在保護(hù)層430之下。第二SUL410、隔離層402和第一SUL 401設(shè)置在垂直取向?qū)?21之下。垂直取向?qū)?21垂直地排列垂直磁記錄層420的磁排列。
此外，用于控制第一SUL 401的磁疇的磁疇控制層(未示出)可以以與圖3相同的布置選擇性地設(shè)置在第一SUL 401之下。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例可應(yīng)用在垂直磁記錄介質(zhì)中的第二SUL的剖視圖。如上所述，用于阻止磁相互作用的隔離層102、302或402形成在第一SUL 101、301或401上，第二SUL 110’、310’或410’設(shè)置在隔離層102、302或402上。第二SUL 110’、310’或410’包括上和下單位SUL 113和111，間隔層112設(shè)置于其間。第二SUL 110’、310’或410’形成(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida)RKKY耦合，使得磁疇被局域耦合。這里，RKKY耦合涉及一種耦合機(jī)制，其中上和下磁層通過(guò)其間的非磁金屬層彼此反鐵磁耦合。為此，第二SUL 110’、310’或410’的厚度小于第一SUL 101、301或401的厚度，第二SUL 110’、310’或410’的各向異性場(chǎng)Hk大于第一SUL 101、301或401的各向異性場(chǎng)Hk。
第二SUL 110’、310’或410’由選自包括CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。第一SUL 101、301或401可由選自包括NiFe合金、CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。
第一SUL 101、301或401和第二SUL 110’、310’或410’可由相同材料形成。第二SUL 110’、310’或410’的飽和磁通密度Bs和各向異性場(chǎng)Hk大于第一SUL 101、310或401，第二SUL 110’、310’或410’的磁導(dǎo)率小于第一SUL 101、301或401。第一SUL 101、301或401具有50nm或更大的厚度，第二SUL 110’、310’或410’的各向異性場(chǎng)Hk能通過(guò)調(diào)節(jié)上和下單位SUL 113和111的每個(gè)的厚度而被控制。上和下單位SUL 113和111的每個(gè)形成為具有1至5nm范圍內(nèi)的厚度，上和下單位SUL 113和111之間的間隔層112由諸如Ru的非磁材料形成，且具有2nm或更小的厚度。隔離層102、302或402由非磁金屬或氧化物形成。
圖6是曲線圖，示出由CoZrNb形成且具有RKKY耦合結(jié)構(gòu)的第二SUL的厚度、耦合強(qiáng)度Heb和各向異性場(chǎng)Hk之間的關(guān)系。
參考圖6，隨著表示上和下單位SUL之間的反鐵磁交換耦合的耦合強(qiáng)度Heb增大，各向異性場(chǎng)Hk成比例地增大。各向異性場(chǎng)Hk應(yīng)該高以阻止充當(dāng)噪聲源的磁疇壁的形成。參考圖6，上和下單位SUL的每個(gè)可形成為具有小于5nm的厚度從而獲得高各向異性場(chǎng)Hk。
圖7A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例可應(yīng)用在垂直磁記錄介質(zhì)中的SUL結(jié)構(gòu)的剖視圖。
參考圖7A，由CoZrNb形成的第一SUL 701在襯底700上形成50nm的厚度，且具有可以為零(0)的低各向異性場(chǎng)Hk。由Ta形成的隔離層702在第一SUL 701上形成5nm的厚度。具有RKKY耦合結(jié)構(gòu)和高各向異性場(chǎng)Hk的第二SUL 710形成在隔離層702上。第二SUL 710包括兩個(gè)上和下單位SUL 713和711，間隔層712在上和下單位SUL 713和711之間由Ru形成至5nm的厚度。
圖7B是曲線圖，示出圖7A的SUL結(jié)構(gòu)的施加磁場(chǎng)與所得磁化之間的關(guān)系。
參考圖7B，第一SUL 701和第二SUL 710之間的交換相互作用能被完全防止，第二SUL 710的各向異性場(chǎng)Hk可以大于約500Oe。
圖8示出用于比較其SNR的SUL結(jié)構(gòu)樣品(a)、(b)和(c)。第一樣品(a)是常規(guī)單層SUL結(jié)構(gòu)，第二樣品(b)是常規(guī)反鐵磁SUL結(jié)構(gòu)，其中頂和底層彼此接觸，第三樣品(c)是根據(jù)本發(fā)明的SUL結(jié)構(gòu)，其中頂和底層之間設(shè)置有隔離層。
樣品(a)、(b)和(c)的每個(gè)具有10nm厚度的頂層和50nm厚度的底層，且所有底層具有零(0)各向異性場(chǎng)Hk和1.0T的飽和磁化4πMs。第一樣品(a)的頂層具有零(0)各向異性場(chǎng)Hk和1.0T的飽和磁化4πMs，第二和第三樣品(b)和(c)的頂層每個(gè)具有500的各向異性場(chǎng)Hk和2.4T的飽和磁化4πMs。第三樣品(c)具有3nm厚度的隔離層。
假定用于檢測(cè)磁場(chǎng)的傳感器定位在距每個(gè)頂層約50nm的距離，進(jìn)行模擬。
圖9A、9B和9C是模擬結(jié)果，分別示出圖8的樣品(a)、(b)和(c)的磁疇結(jié)構(gòu)。
參考圖9A、9B和9C，圖9C所示的第三樣品(c)具有比其它樣品(a)和(b)更好的磁疇結(jié)構(gòu)。
充當(dāng)磁噪聲源的許多磁疇壁示出在分別示出第一和第二樣品(a)和(b)的圖9A和9B中，而由于第三樣品(c)的最靠近傳感器的頂層的強(qiáng)各向異性場(chǎng)，磁疇壁很少顯示在圖9C所示的第三樣品(c)中?？梢钥闯?，第三樣品(c)的SUL結(jié)構(gòu)適合提供高SNR。
圖10A、10B和10C是模擬結(jié)果，分別示出由傳感器檢測(cè)的圖8的樣品(a)、(b)和(c)的磁疇壁噪聲。圖10C所示的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第三樣品(c)與圖10A和10B分別顯示的樣品(a)和(b)相比極大地抑制了噪聲。
參考圖10A，由傳感器檢測(cè)的雜散磁場(chǎng)具有大于300Oe的磁場(chǎng)強(qiáng)度。參考示出在頂和底SUL之間沒(méi)有隔離層的樣品(b)的模擬結(jié)果的圖10B，由于垂直磁疇而形成大雜散磁場(chǎng)。另一方面，參考示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第三樣品(c)的模擬結(jié)果的圖10C，雜散磁場(chǎng)的強(qiáng)度顯著減小到100Oe或更小，從而有效地降低噪聲。
已經(jīng)在上述實(shí)施例中說(shuō)明的用于垂直磁記錄介質(zhì)的各類SUL結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，具有較高各向異性場(chǎng)的第二SUL分散(分流)由具有較低各向異性場(chǎng)的第一SUL的磁疇壁產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)(噪聲)。相應(yīng)地，可以實(shí)施各種其它實(shí)施例而不偏離本發(fā)明的范圍。
尤其是，上述實(shí)施例已經(jīng)示出垂直磁記錄介質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，因此輔助的或額外的層還可以被堆疊。例如，在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)可形成額外的SUL，并不意圖限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。此外，用于形成根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄介質(zhì)的組元的材料是公知的且不限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，起源于在垂直磁記錄介質(zhì)中不可避免被使用的SUL的噪聲能被顯著減小，因此其SNR和記錄密度能被增大。也就是說(shuō)，因?yàn)閷懖僮髌陂g可通過(guò)具有高磁導(dǎo)率的第一SUL形成高寫場(chǎng)梯度，能實(shí)現(xiàn)高密度記錄。此外，因?yàn)榫哂行『穸群透吒飨虍愋詧?chǎng)的第二SUL分散由第一SUL產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)，所以由第一SUL的磁疇壁產(chǎn)生的噪聲能被極大地降低。
本發(fā)明適合應(yīng)用于采用SUL的任何類型的垂直磁記錄介質(zhì)中。
雖然已經(jīng)參考其示例性實(shí)施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的思想和范圍的情況下，可進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括襯底；垂直磁記錄層，形成在該襯底之上；第一軟磁襯層，設(shè)置在該垂直磁記錄層與該襯底之間；第二軟磁襯層，設(shè)置在該第一軟磁襯層與該垂直磁記錄層之間；以及隔離層，設(shè)置在該第一軟磁襯層與該第二磁層之間且阻止該第一軟磁襯層和該第二軟磁襯層之間的磁相互作用，其中該第二軟磁襯層的各向異性場(chǎng)Hk大于該第一軟磁襯層的各向異性場(chǎng)Hk。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層形成Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)耦合且包括至少一個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)，其中一對(duì)單位軟磁襯層被堆疊，其間形成有非磁間隔層。
3.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層薄于該第一軟磁襯層。
4.如權(quán)利要求3所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層具有1至12nm之間的厚度，該第一軟磁襯層具有50nm或更大的厚度。
5.如權(quán)利要求3所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第一軟磁襯層和該第二軟磁襯層由相同材料形成。
6.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層包括兩個(gè)單位軟磁襯層和形成在該兩個(gè)單位軟磁襯層之間的一個(gè)間隔層，其中該單位軟磁襯層的每個(gè)具有1至5nm之間的厚度，該間隔層具有2nm或更小的厚度，該第一軟磁襯層具有50nm或更大的厚度。
7.如權(quán)利要求3所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層由選自包括CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。
8.如權(quán)利要求7所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第一軟磁襯層由選自包括NiFe合金、CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成。
9.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該隔離層由非磁金屬或非金屬材料形成。
10.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄介質(zhì)，還包括設(shè)置在該第一軟磁襯層和該襯底之間的磁疇控制層。
11.如權(quán)利要求10所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層薄于該第一軟磁襯層。
12.如權(quán)利要求11所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層具有1至12nm的厚度，該第一軟磁襯層具有50nm或更厚大的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第一軟磁襯層和該第二軟磁襯層由相同材料形成。
14.如權(quán)利要求12所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該第二軟磁襯層由選自包括CoZrNb、CoZrTa、FeTa合金和FeCo合金的組的一種形成
15.如權(quán)利要求10所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該隔離層由非磁金屬或非金屬材料形成。
16.如權(quán)利要求10所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該磁疇控制層由IrMn形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁記錄介質(zhì)。該磁記錄介質(zhì)包括襯底；垂直磁記錄層，形成在該襯底之上；第一軟磁襯層，設(shè)置在該垂直磁記錄層與該襯底之間；第二軟磁襯層，設(shè)置在該第一軟磁襯層與該垂直磁記錄層之間；以及隔離層，設(shè)置在該第一軟磁襯層與該第二磁層之間且阻止該第一軟磁襯層和該第二軟磁襯層之間的磁相互作用，其中該第二軟磁襯層的各向異性場(chǎng)H
文檔編號(hào)G11B5/70GK101046982SQ20061016690
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者孔碩賢, 林志慶, 吳薰翔, 李厚山, 尹成龍 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社