[發明專利]具有多磁層及中間雙成核膜的垂直磁記錄盤

無效

• 申請號: 201210184256.3
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102820039A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: E.E.馬里內羅;D.K.韋勒;B.R.約克
• 申請（專利權）人: 日立環球儲存科技荷蘭有限公司
• 主分類號: G11B5/66
• 分類號: G11B5/66;G11B5/82
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

技術領域

本發明總地涉及垂直磁記錄介質，更具體地，涉及用于磁記錄硬盤驅動器的具有垂直磁記錄層的盤。

背景技術

垂直磁記錄（PMR）盤用于磁記錄硬盤驅動器中，在PMR盤中記錄位以垂直取向或離面(out-of-plan)取向存儲在盤上的記錄層（RL）中。用于RL的一類材料是具有實質上離面取向或垂直于RL取向的c軸的六角密堆積（hcp）晶體結構的顆粒鐵磁鈷合金，諸如CoPtCr合金。為促使hcp?CoPtCr合金RL的生長，RL形成于其上的中間層（IL）也是hcp材料。釕（Ru）和某些Ru合金如RuCr是通常用于IL的非磁hcp材料。

顆粒CoPtCr合金RL還應該具有良好隔離的精細晶粒結構以減小粒間交換耦合，粒間交換耦合是造成高本征介質噪聲（intrinsic?media?noise）的原因。提高鈷合金RL中的晶粒隔離(segregation)通過添加氧化物實現，包括Co、Cr、Si、Ta、Ti、Nb和B的氧化物。這些氧化物傾向于沉積到晶粒邊界，與鈷合金的元素一起形成非磁粒間材料。通過添加氧化物提高RL中的磁晶粒的隔離還控制磁晶粒的尺寸和分布，這對于實現高面密度和記錄性能而言是重要的。

因此，重要的是，未來的PMR盤具有晶粒非常小的CoPtCr氧化物合金RL。然而，非常小的磁晶粒僅由于磁化位內的熱不穩定或擾動就可被退磁（所謂的“超順磁”效應）。磁晶粒的熱穩定性在很大程度上由K_uV決定，其中K_u是CoPtCr合金的磁-晶體各向異性且V是磁晶粒的體積。因此，為避免所存儲的磁化的熱不穩定，需要高K_u的CoPtCr合金，特別是當晶粒變得更小時。然而，增加K_u也增大了介質的短時轉換場H₀，其是反轉磁化方向所需要的場。對于大部分磁材料，H₀實質上比在較長時間尺度上測量的矯頑場或矯頑力H_c要大，例如為約1.5至約2倍。顯然，轉換場不能超過記錄頭的寫入場能力，對于垂直記錄，其當前被限制到約12kOe。

此外，為改善RL的可寫性，期望RL由具有不同各向異性的至少兩個鐵磁交換耦合的磁層形成以在RL的整個厚度提供分級的各向異性。這種分級的各向異性RL補償寫入場在RL的整個厚度上的變化及寫入場梯度的不均勻性。通過增加Pt含量至約22-30原子百分比（at%）及減少Cr含量至少于約15at%，在CoPtCr合金中獲得了高各向異性。然而，已知降低CoPtCr氧化物合金中的Cr含量將負面影響氧化物隔離邊界的范圍（extent）并抑制晶粒尺寸的減小。

所需要的是具有由至少兩個CoPtCr氧化物層形成的分級各向異性RL的PMR盤，其中磁晶粒尺寸及各層之間的鐵磁交換耦合可被控制。

發明內容

本發明涉及具有由至少兩個鐵磁交換耦合的CoPtCr氧化物的磁層（MAG1和MAG2）形成的分級各向異性記錄層（RL）的垂直磁記錄盤，兩個成核層（NF1和NF2）位于磁層之間。NF1和NF2一起控制MAG2中的磁晶粒尺寸以及在MAG2與MAG1之間的鐵磁交換耦合。NF1是在低壓于MAG1上濺射沉積至約0.1-1.5nm厚度的金屬膜，優選地為Ru或基于Ru的合金如RuCr。NF2是在高壓于NF1上濺射沉積至約0.2-1.0nm厚度的金屬氧化物膜，優選地為Ta的氧化物。NF1可只厚至足以形成為在MAG1上的基本共形的膜。但在超薄厚度的狀態下，NF1和NF2的每個的厚度可以是不連續膜的“平均”厚度，NF1和NF2材料形成為不連續團簇。MAG2濺射沉積在NF2上。因此，如果NF1是基本共形的且NF2是不連續的，則MAG2生長在NF2團簇上及在部分的NF1（位于NF2下面）上。當MAG2在例如小于約7mTorr的濺射壓以相對低的沉積或生長速率沉積在NF2上時，MAG2中的磁晶粒的隔離得到改善。與沒有MAG1和MAG2之間的成核膜的分級各向異性RL相比，NF1和NF2提供了RL中平均晶粒尺寸的顯著減小，同時也確保MAG1和MAG2強地交換耦合。

為了更充分地理解本發明的本質和優點，應當參照以下結合附圖的詳細描述。

附圖說明

圖1是根據現有技術具有由兩個磁層（MAG1和MAG2）形成的記錄層（RL）的垂直磁記錄盤的橫截面的示意圖。

圖2是根據本發明的具有記錄層（RL）的垂直磁記錄盤的一部分的橫截面的示意圖，該RL在MAG1和MAG2之間具有雙成核膜（NF1和NF2）。