垂直磁记录盘制造技术

本发明专利技术提供一种具有颗粒Ｃｏ基铁磁合金记录层（ＲＬ）以及所述ＲＬ与软磁衬层（ＳＵＬ）之间的减小厚度的交换中断层（ＥＢＬ）的垂直磁记录盘，所述ＲＬ具有选定金属（Ｔａ或Ｎｂ）的氧化物。一种包括所述盘、写头和读头的垂直磁记录系统由于所述减小厚度的ＥＢＬ而具有改善的向ＲＬ写的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及垂直磁记录介质，更特别地，涉及用于磁记录硬盘驱动器的具有垂直磁记录层的盘。
技术介绍
垂直磁记录是在磁记录硬盘驱动器中实现超高记录密度的途径之一，其中所记录的位(bit)在记录层中垂直或离面(out-of-plane)取向地存储。普通类型的垂直磁记录系统是利用“双层”介质的系统。这类系统如图1所示，具有单写极类型的记录头。双层介质包括形成在“软磁”或较低矫顽力导磁衬层(SUL)上的垂直磁数据记录层(RL)。SUL用作磁场从记录头的写极到返回极的磁通返回路径。图1中，RL示出为具有垂直记录或磁化的区域，相邻区域具有相反的磁化方向，如箭头所示。相邻的相反方向的磁化区域之间的磁转变(magnetic transition)作为所记录的位可被读元件或头检测。图2是现有技术垂直磁记录盘的横截面的示意图，示出了作用在记录层RL上的写场Hw。该盘还包括硬盘衬底、用于SUL的生长的籽层或始层(onsetlayer，OL)、用于中断SUL的导磁膜与RL之间的磁交换耦合并促进RL的外延生长的非磁交换中断层(EBL)、以及保护覆层(OC)。如图2所示，RL位于“表象(apparent)”记录头(ARH)的间隙内，与纵向或面内(in-plane)记录相比其允许明显更高的写场。ARH包括盘之上的作为真实写头(RWH)的写极(图1)、以及RL下面的有效次级写极(effective secondary write pole)(SWP)。SWP由SUL促成，SUL通过EBL自RL去耦，并且在写过程期间由于其高磁导率而产生RWH的磁镜像。这有效地使RL在ARH的间隙中且允许RL内大的写场Hw。用于RL的一类材料是颗粒铁磁钴合金，例如CoPtCr合金，其具有六角密堆积(hcp)晶体结构，c轴基本离面或垂直于RL取向。颗粒钴合金RL还应当具有良好隔离的精细晶粒结构从而产生高矫顽力介质并减小造成高本征介质噪声的晶粒间交换耦合。因此，已经提出通过加入析淀到晶粒边界的氧化物来提高钴合金RL中的晶粒分离(grain segregation)，所述氧化物包括Si、Ta、和Nb的氧化物。已经提出了一种垂直磁记录介质，其中RL是两铁磁层的反铁磁耦合(AFC)记录层，所述每个铁磁层具有垂直磁各向异性，它们通过反铁磁(AF)耦合层分隔开。AF耦合层诱发两铁磁层之间的垂直反铁磁交换耦合，如图3中AFC RL的每个磁化区域中两铁磁层之间的反平行磁化方向所示。上铁磁层通常通过使其更厚而形成有比下铁磁层更高的磁矩，从而在没有磁场时AFC RL具有净磁矩。在此类介质中，如US 6,815,082 B2所述，第一或下铁磁层以及第二或上铁磁层两者都由具有hcp晶体结构并且具有或没有氧化物的颗粒钴合金例如CoPtCr合金形成。具有或没有氧化物的钴合金RL，包括钴合金AFC RL，由于沉积期间其hcp晶体结构的c轴被诱导为垂直于层平面生长而具有离面或垂直磁各向异性。为了诱导hcp RL的该生长，其上形成RL的EBL通常也是hcp材料。在具有AFC RL的垂直磁记录介质中，EBL也具有hcp晶体结构从而诱导AFC RL中的下层的垂直磁各向异性。钌(Ru)是建议用于EBL的一种非磁hcp材料。尽管图2未示出，籽层通常直接沉积在SUL上从而促进EBL的生长。为了以超高记录密度例如大于200Gbits/in2实现高性能垂直磁记录盘，RL应当表现出低本征介质噪声(高信噪比或SNR)、大于约5000Oe的矫顽力Hc以及大于(更负)约-1500Oe的成核场(nucleation field)Hn。成核场Hn具有几个含义，但这里使用时其是反转场(reversing field)，优选地在M-H磁滞回线的第二象限，该处磁化下降至其饱和值Ms的90％。成核场越负，剩磁状态越稳定，因为需要更大的反转场来改变磁化。H.Uwazumi等人在“CoPtCr-SiO2Granular Media for High-DensityPerpendicular Recording”(IEEE Transactions on Magnetics，Vol.39，No.4，July2003，pp.1914-1918)中描述了具有CoPtCr颗粒合金RL的垂直磁记录介质，该CoPtCr颗粒合金具有添加的SiO2。该RL具有约4000Oe的Hc和约-700Oe的Hn。T.Chiba等人在“Structure and magnetic properties of Co-Pt-Ta2O5filmfor perpendicular magnetic recording media”(Journal of Magnetism andMagnetic Materials，Vol.287，February 2005，pp.167-171)中描述了具有CoPt颗粒合金RL的垂直磁记录介质，该CoPt颗粒合金具有添加的Ta2O5。该RL具有约3000Oe的Hc。在垂直磁记录系统中记录介质是写头的一部分，因此需要与头设计匹配，如图2对具有单写极头的系统的描绘。对于单写极头，需要最小化写极至SUL的间距从而集中写场磁通并因此最大化写场。另一类系统使用拖尾屏蔽型写头。在该系统中写极至拖尾屏蔽件的距离应当匹配写极至SUL的间距从而获得最佳写角。在两类系统中，都使用薄EBL来实现所需的头至SUL间距。然而，虽然为了写而期望减小EBL的厚度，但是使EBL足够厚从而提供用于hcp钴合金RL的生长的模板以确保其c轴是垂直的。EBL也足够厚从而提供具有高Hc和足够低的颗粒间交换耦合的RL以最小化本征介质噪声。具有Si氧化物的RL所需的EBL厚度通常大于约20nm。T.Chiba等人的上述文章中所报导的具有Ta氧化物的RL具有15nm厚度的Ru EBL。所需要的是具有CoPtCr颗粒合金RL和薄EBL的高性能、超高记录密度垂直磁记录盘以用于最佳写性能。
技术实现思路
本专利技术是具有记录层(RL)和交换中断层(EBL)的垂直磁记录盘以及垂直磁记录系统，所述记录层具有选定金属的氧化物，所述交换中断层具有减小的厚度，所述垂直磁记录系统包括盘、写头和读头。所述盘具有改善的可写性(writability)和高读回信号幅度。所述RL是颗粒Co基铁磁合金，其具有Ta和Nb中的一种或多种的一种或多种氧化物。其上生长RL的所述EBL比用于具有除Ta和Nb以外的分离子的氧化物的RL的EBL的最小要求厚度显著更薄。在一个实施例中，所述RL具有与具有其它分离子例如Si的氧化物的RL相当的Hc和Hn。在所述盘的一个实施例中，所述RL是颗粒CoPtCr铁磁合金，具有由Cr的一种或多种氧化物以及单独选定的分离子Ta或Nb的一种或多种氧化物构成的颗粒间材料。所述RL中氧的量在约22与35原子百分比之间。在该实施例中，EBL是Ru，厚度大于8nm并小于14nm。该盘表现出大于5000Oe的Hc和大于-1500Oe的Hn。作为对比，具有类似结构但具有Si代替Ta或Nb作为分离子的对比盘表现出类似的Hc和Hn值，但要求约21nm的RuBL厚度。除了由于减小厚度的EBL带来的改善的可写性以外，本专利技术的盘比对比盘相比具有显著更好的SNR、更高的读回信号幅度和更好的错误率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直磁记录介质，包括：衬底；所述衬底上的导磁材料的衬层；垂直磁记录层，在所述衬层上且包括颗粒铁磁Ｃｏ合金以及Ｔａ和Ｎｂ中的一种或多种的一种或多种氧化物；以及非磁交换中断层，在所述衬层和所述记录层之间，用于 磁去耦所述记录层和所述衬层，所述交换中断层具有小于１５ｎｍ的厚度。

【技术特征摘要】
US 2005-8-12 11/203,3601.一种垂直磁记录介质，包括衬底；所述衬底上的导磁材料的衬层；垂直磁记录层，在所述衬层上且包括颗粒铁磁Co合金以及Ta和Nb中的一种或多种的一种或多种氧化物；以及非磁交换中断层，在所述衬层和所述记录层之间，用于磁去耦所述记录层和所述衬层，所述交换中断层具有小于15nm的厚度。2.如权利要求1所述的介质，其中所述记录层具有大于约5000Oe的矫顽力Hc。3.如权利要求1所述的介质，其中所述记录层具有比约-1500Oe更负的成核场Hn。4.如权利要求1所述的介质，其中所述交换中断层的厚度大于8nm且小于14nm。5.如权利要求1所述的介质，其中所述交换中断层由选自含有Ru、Ti、Re、Os以及Ru、Ti、Re和Os的一种或多种的合金的组的材料形成。6.如权利要求5所述的介质，其中所述交换中断层基本由Ru构成。7.如权利要求1所述的介质，还包括所述衬层与所述交换中断层之间的籽层且其中所述交换中断层直接在所述籽层上。8.如权利要求1所述的介质，其中所述记录层中的所述颗粒Co合金包括通过颗粒间材料分离的Co合金晶粒，且其中Ta和Nb中的一种或多种的一种或多种氧化物作为颗粒间材料存在。9.如权利要求8所述的介质，其中所述记录层还包括Cr以及Cr的一种或多种氧化物，且其中所述记录层中存在的氧的量大于约22原子百分比且小于约35原子百分比。10.如权利要求9所述的介质，其中所述记录层不含Nb，且其中所述记录层中存在的Ta的量大于约2原子百分比并小于约5原子百分比。11.如权利要求9所述的介质，其中所述记录层不含Ta，且其中所述记录层中存在的Nb的量大于约2原子百分比并小于约5原子百分比。12.如权利要求1所述的介质，其中所述记录层是包括通过非磁反铁磁耦合层分隔开的第一和第二颗粒铁磁Co合金层的反铁磁耦合(AFC)记录层，所述第二层还包括Ta和Nb中的一种或多种的一种或多种氧化物并且所述第一层位于所述交换中断层与所述第二层之间，所述AFC记录层在没有外加磁场时具有基本的净磁矩。13.如权利要求1所述的介质，其中所述导磁材料的衬层由选自含有合金CoFe、CoNiFe、NiFe、FeCoB、CoCuFe、FeAlSi、FeTaN、FeN、FeTaC、CoTaZr和CoZrNb的组的材料形成。14.如权利要求1所述的介质，其中所述导磁材料的衬层是通过非磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍亚V多，伯恩德海因茨，池田圭宏，高野贤太郎，肖敏，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]