[發明專利]具有用于改進熱穩定性的鐵磁覆蓋材料的磁性媒體

無效

• 申請號: 00120099.2
• 申請日: 2000-06-01
• 公開（公告）號: CN1276595A
• 公開（公告）日: 2000-12-13
• 發明（設計）人: 埃里克·愛德華·夫勒頓;戴維·湯姆斯·馬古利斯;俄尼斯托·艾斯特班·馬瑞吶羅;曼弗雷德·俄恩斯特·斯查波斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G11B5/62
• 分類號: G11B5/62;G11B5/84
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

本發明一般涉及用于磁記錄媒體尤其是磁記錄盤的磁性分層結構。

傳統的磁記錄盤具有通常由諸如鈷(Co)合金的鐵磁合金組成的磁記錄層，其被濺射沉積為具有晶體磁性材料的晶粒的連續的薄膜。眾所周知，為在磁記錄盤中獲得高密度記錄，必須降低磁記錄層的晶粒尺寸、提高其矯頑力(H_c)，并且降低其剩磁-厚度積(M_rt)。因此，大部分試圖提高磁性媒體的記錄密度的努力都集中在這三個參數上，即通過改變磁性層中的磁性材料的成分和微結構或降低磁性層的厚度來實現低的M_rt。不幸的是，具有小晶粒的很薄的磁記錄層變得熱不穩定，其中小晶粒的磁矩可自發地改換它們的磁化方向，導致記錄數據的丟失。這一點尤其是在盤驅動器的升高的操作溫度下是應考慮的。晶粒尺寸足夠小的熱不穩定的晶粒通常稱為超順磁晶粒。

這些超順磁晶粒對進一步提高磁記錄密度而言是一個嚴重的阻礙。傳統媒體的這種限制從下面的事實看是顯然的：例如，晶粒體積僅減小一半，會導致熱穩定性從幾年的數量級變化到小于1分鐘。

傳統媒體可表現出強度損失、噪音增加、數據錯誤率提高、分辨率損失等，簡言之，甚至是在超順磁極限處設置的大幅度的快速熱退磁之前，由于熱驅動退磁過程而產生磁性記錄性能的普遍喪失。這種緩慢而穩定的磁化衰退經由若干實驗測量而表現出來，包括磁“粘滯性”(磁性衰退速率)測量。傳統的磁記錄媒體可表現出明顯的磁性衰退速率，其嚴重限制了可達到的磁記錄密度。

穩定熱激活的磁化過程的傳統機制是通過提高媒體的磁晶各向異性和矯頑力。但是這種途徑受到磁寫入頭僅產生最大場強的限制，該最大場強由寫入頭的磁極件的材料磁矩密度限定。為提高磁記錄密度，高性能媒體的可寫入性能是關鍵的。

J.Chen等在IEEE?Trans.Mag.第34卷第4期1624-1626頁中描述了在媒體中使用“保持層”來熱穩定磁記錄層。鉻(Cr)隔斷層被層疊在保持層與磁性層之間。例如，在沉積較厚(50到150nm)的保持層之前，把約25埃厚的Cr隔斷層沉積在磁性層上。Cr隔斷層被用來控制保持層的生長并防止磁性層內的晶粒之間的交換耦合。直接在磁記錄層上沉積這種厚的軟磁性保持層將引起磁性層中強烈的磁性晶粒間耦合，并阻礙它應用于高密度記錄中。保持層/隔斷層結構的作用是降低相鄰磁性轉變的退磁場。已知保持層是記錄噪音的一大來源。而且，報導的保持層結構是50到150nm厚。優選地是，使構成媒體的層和一些覆蓋層和保護蓋層的總厚度很薄來優化記錄性能。

需要的是一種具有薄磁性層的磁記錄媒體，該磁性層具有高的矯頑力、大的矯頑力方形度(S*)、低的剩磁-厚度積(M_rt)，并且它是熱穩定的、可寫入的能夠支持很高的記錄密度的磁性層。優選地，這種媒體可用傳統膜沉積方法制造。

因此，本發明的一個主要目的是提供一種熱穩定性提高的磁記錄媒體。由于本發明的這種磁性媒體表現出改進的熱穩定性，可使用包含更小的晶粒尺寸的更薄的磁記錄層，結果導致更高的磁性數據記錄密度。

本發明的第二個目的是通過提供沉積在這些磁性層上的鐵磁覆蓋層或蓋頂層來改進很薄的磁性層的記錄特性。鐵磁覆蓋層增加磁性層中的熱不穩定小晶粒的有效體積，從而提高熱穩定性。

本發明的第三個目的是提供可寫入性提高的磁性記錄媒體。

最后，本發明的一個目的是提供具有尖銳的磁性轉變、高S*和低M_rt的磁性媒體。

本發明的目的和優點可通過提供具有磁性記錄層的磁性媒體來獲得，該磁性記錄層包括鐵磁“主”層和沉積在主層上的薄的鐵磁材料的覆蓋層或蓋頂層。鐵磁主層是具有弱耦合或不耦合的晶粒的顆粒層，其中晶粒能夠在寫入磁頭產生的局部磁場存在時獨立地改變磁化方向。鐵磁覆蓋層提高了主層中的鐵磁材料的熱穩定性和可寫入性，并且基本上比主層薄，與主層發生交換耦合。鐵磁“覆蓋層”意思指的是鐵磁材料，其或者是鐵磁材料的連續層，或者是以島狀或粒狀鐵磁材料形式分布的不連續層，后者是包含由第二非鐵磁材料分開的島狀或粒狀的第一鐵磁材料的多相層。因為鐵磁覆蓋層可以是材料的不連續膜或材料的分布，可方便地把用與形成表現出連續的覆蓋度的膜的沉積裝置的粒子流量相同的流量得到的厚度稱為“有效厚度”。另外，由于多相材料也被視為鐵磁覆蓋層，可方便地把描述覆蓋層中的材料的平均濃度的材料濃度稱為材料的有效濃度。當把鐵磁覆蓋層或鐵磁主層稱為連續層時，其意在區分連續層與不連續層或者材料分布，并非意在暗示該層是單一相層。