本发明专利技术涉及垂直磁记录盘，其具有包括下和上铁磁层的反铁磁耦合（ＡＦＣ）记录层（ＲＬ），上和下铁磁层每个具有六角密堆积（ｈｃｐ）晶体结构和垂直磁各向异性，被反铁磁（ＡＦ）耦合层分隔开，其中下铁磁层（ＬＦＭ）比上铁磁层（ＵＦＭ）具有显著更高的磁导率。ＡＦＣ ＲＬ位于实际交换中断层（ＥＢＬ）上，实际交换中断层将ＡＦＣ ＲＬ与盘的软磁衬层（ＳＵＬ）分隔开。ＬＦＭ充当部分“有效”交换中断层（ＥＢＬ），该“有效”交换中断层还包括实际ＥＢＬ和ＡＦ耦合层，从而允许实际ＥＢＬ制得尽可能薄。ｈｃｐ ＬＦＭ以与实际ＥＢＬ相同的方式促进ｈｃｐ ＵＦＭ的生长，使得其厚度对生长ｈｃｐ ＵＦＭ所需的厚度有贡献。有效ＥＢＬ在写过程期间呈现为磁性上“薄”且在读回过程期间呈现为磁性上“厚”。
【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，垂直磁记录中所记录的位(bit)沿垂直或离面(out-of-plane)取向存储在记录层中。普通类型的垂直磁记录系统是利用“探针(probe)”或单极记录头的系统，采用“双层”介质作为记录盘，如图1所示。双层介质包括形成在“软磁”或低矫顽力导磁衬层(SUL)上的垂直磁数据记录层(RL)，SUL层用作来自记录头的极(pole)的场的磁通返回路径。此类型的系统也称为“1型”垂直磁记录。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。相邻的相反方向磁化区域之间的磁转变(magnetic transition)作为所记录的位通过读元件或读头被检测。图2是现有技术垂直磁记录盘的横截面的示意图，示出对记录层RL起作用的写场H。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导磁膜与RL之间的磁交换耦合且促进RL的外延生长的交换中断层(EBL)、以及保护覆层(OC)。如图2所示，RL位于“视在(apparent)”记录头(ARH)的间隙内，其与纵向或面内记录相比允许显著更高的写场。ARH包括盘上方的作为真实写头(RWH)的写极(图1)、以及RL下方的有效次级写极(SWP)。SWP由SUL促成，其通过EBL自RL去耦(decouple)，并且由于其高的磁导率在写过程期间产生RWH的磁镜像。这有效地使RL在ARH的间隙中且允许在RL内的大的写场。用于RL的一种类型的材料是传统的多晶颗粒钴合金，例如CoPtCr合金。此传统材料具有离面的垂直磁各向异性，这是因为沉积期间其六角密堆积(hcp)晶体结构的c轴被诱导为垂直于层平面生长。为了诱发此生长，其上形成RL的EBL通常也是具有hcp晶体结构的材料。因此，钌(Ru)是建议用于EBL的一种材料。已经提出了一种垂直磁记录介质，其中RL是两相同铁磁层的反铁磁耦合(AFC)层，所述两相同铁磁层每个具有垂直磁各向异性，被反铁磁(AF)耦合层分隔开。在此类型的介质中，如US 6,815,082 B2所述，第一或下铁磁层和第二或上铁磁层具有相同的成分且由传统多晶颗粒钴合金形成。因此在具有AFC RL的垂直磁记录介质中，EBL也必须具有hcp晶体结构从而诱导AFC层中的下层的垂直磁各向异性。此类型介质示意性描述在图3中。当EBL尽可能地薄，即所需要的最小的厚度来提供SUL和RL的磁去耦，使得写过程期间磁通能够容易地通过EBL时，获得写垂直磁记录的最佳性能。然而，尽管期望减小EBL的厚度，但是EBL必须具有足够的厚度从而提供用于钴合金RL的生长的模板(template)以确保其c轴垂直。也需要较厚的Ru EBL来提供具有高矫顽力和足够低的颗粒间交换耦合的RL从而最小化固有介质噪声。因此，如果Ru用作EBL，对于现有的RL材料它必须至少约80埃厚。需要一种具有AFC记录和显著更薄的有效EBL的垂直磁记录介质。
技术实现思路
本专利技术是垂直磁记录介质，其具有AFC RL，但其中AFC层的下铁磁层(LFM)具有比上铁磁层(UFM)的磁导率显著更高的磁导率。LFM充当部分“有效EBL”，从而允许实际EBL制得尽可能薄。通常，通过材料成分的选择可使LFM具有较高的磁导率，其将导致与UFM相比时增大的颗粒间交换以及比UFM的各向异性场显著更低的各向异性场(Ku/M)。因此可以选择LFM的材料成分从而提供更低的各向异性Ku和/或更高的磁矩M。虽然LFM具有较高的磁导率，但是它仍具有足够的垂直磁各向异性以保持磁化且因此充当部分AFC RL。“有效EBL”是实际EBL、LFM和AF耦合层的组合厚度。LFM是hcp材料且因此以与非磁EBL相同的方式促进hcp UFM的生长。因此其厚度可以替代实际EBL厚度从而满足生长hcp UFM所需的厚度。这使实际EBL能显著更薄。在写过程期间有效EBL呈现为在磁性上是“薄”的，因为较高磁导率的LFM使磁通到SUL的通过容易，LFM显得比其物理厚度更薄。然而，在读取过程期间有效EBL呈现为在磁性上是“厚”的，因为在写之后LFM被磁化为反平行于UFM的磁化。为了充分理解本专利技术的本质和优点，应当参照下面结合附图的详细说明。附图说明图1是现有技术垂直磁记录系统的示意图；图2是现有技术垂直磁记录盘的横截面的示意图，示出对记录层(RL)起作用的写场H；图3是根据现有技术的具有反铁磁耦合(AFC)RL的垂直磁记录盘的横截面的示意图；图4是根据本专利技术的具有AFC RL和有效交换中断层(EBL)的垂直磁记录盘的横截面的示意图，与图3的现有技术盘相比具有显著更薄的实际EBL。具体实施例方式根据本专利技术的垂直磁记录介质示于图4中。结构看上去类似于图3的现有技术结构，除了AFC层的下铁磁层(LFM)具有比上铁磁层(UFM)的磁导率显著更高的磁导率。LFM充当部分“有效EBL”，从而允许实际ELB制得尽可能薄。虽然LFM具有较高的磁导率，但是它仍具有足够的垂直磁各向异性从而保持磁化且充当部分AFC层。参照图4，硬盘衬底可以是任何商业可得的玻璃衬底，但是还可以是具有NiP表面涂层的传统铝合金、或者任何供选衬底，诸如硅、硅碱钙石或硅碳化物。用于SUL的生长的粘合层或OL可以是具有约20至50埃厚度的AlTi合金或者类似材料。SUL可以由非晶导磁材料形成，例如具有在约500至4000埃范围的厚度的合金FeCoB、CoCuFe、NiFe、FeAlSi、FeTaN、FeN、FeTaC、CoTaZr、CoFeB、以及CoZrNb。SUL还可以是由多层软磁膜形成的层叠或多层SUL，该多个软磁膜通过诸如Al或CoCr导电膜的非磁膜分隔开。SUL还可以是由多层软磁膜形成的层叠或多层SUL，该多层软磁膜通过作为引起反铁磁耦合的媒介的诸如Ru、Ir或Cr的层间膜分隔开，如美国专利6,686,070 B1和6,835,475 B2所述。形成在UFM顶上的OC可以是非晶“类金刚石(diamond-like)”碳膜或其它公知保护覆层，例如Si氮化物。EBL位于SUL顶上。它用来中断SUL导磁膜与LFM之间的磁交换耦合且还用来促进LFM的外延生长。EBL优选为具有六角密堆积(hcp)晶体结构的材料，诸如Ru，其促进hcp LFM的外延生长，使得hcp LFM的c轴基本垂直地取向，从而产生垂直磁各向异性。钌(Ru)是通常用于EBL的材料，但是其它材料包括选自Ti、Re和Os的金属，以及包含选自Ti、Re、Ru和Os的至少一种元素的合金。如果Ru用作EBL，则它可以形成在籽层(SL)上，该籽层例如为形成在SUL上的20至40埃厚的NiFe层。UFM是呈现垂直磁各向异性的具有hcp晶体结构的颗粒钴合金层，例如CoPt或CoPtCr合金，具有或没有氧化物，例如Si、Cr、Nb、Ta、Ti或B的氧化物。UFM具有100至250埃的常见厚度且具有较高的磁各向异性和较低的磁导率(＜2.5)。材料的磁导率是其在较弱磁场中获得高磁化的能力。在磁记录中磁导率μ通常无单位地表示为μ=1+4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；导磁材料衬层，其在所述衬底上；反铁磁耦合（ＡＦＣ）层，其包括通过非磁反铁磁耦合层分隔开的第一和第二铁磁层，该第二铁磁层包括颗粒钴合金，所述颗粒钴合金具有ｃ轴取向为基本垂直于所述层的六角 密堆积晶体结构，该第一铁磁层具有ｃ轴取向为基本垂直于所述层的六角密堆积晶体结构以及比所述第二铁磁层的磁导率更高的磁导率；以及交换中断层，其在所述衬层与所述第一铁磁层之间用于磁去耦所述衬层与所述第一铁磁层且用于诱导所述第一铁磁层的所述 基本垂直的ｃ轴取向。
【技术特征摘要】
US 2005-5-24 11/135,7031.一种垂直磁记录介质，包括衬底；导磁材料衬层，其在所述衬底上；反铁磁耦合(AFC)层，其包括通过非磁反铁磁耦合层分隔开的第一和第二铁磁层，该第二铁磁层包括颗粒钴合金，所述颗粒钴合金具有c轴取向为基本垂直于所述层的六角密堆积晶体结构，该第一铁磁层具有c轴取向为基本垂直于所述层的六角密堆积晶体结构以及比所述第二铁磁层的磁导率更高的磁导率；以及交换中断层，其在所述衬层与所述第一铁磁层之间用于磁去耦所述衬层与所述第一铁磁层且用于诱导所述第一铁磁层的所述基本垂直的c轴取向。2.如权利要求1所述的介质，其中所述第二铁磁层包括CoPtCr合金。3.如权利要求2所述的介质，其中所述第一铁磁层包括CoPtCr合金，该CoPtCr合金与所述第二铁磁层相比具有更小原子百分比的Pt。4.如权利要求1所述的介质，其中所述第二铁磁层还包括Si、Cr、Nb、Ta、Ti和B中的一种或更多的氧化物。5.如权利要求1所述的介质，其中所述第一铁磁层包括选自包括(a)和(b)的组的钴合金，(a)为Co(100-x)Crx合金，其中x小于约17原子百分比，(b)为(CoFe)(100-x)Crx合金，其中x小于约17原子百分比。6.如权利要求1所述的介质，其中所述第一铁磁层包括Co与Pt、Pd或Ni中的一种交替的膜的多层。7.如权利要求1所述的介质，其中所述交换中断层是选自包括Ru，Ti，Re，Os、以及Ru、Ti、Re和Os中的一种或更多的合金的组的材料。8.如权利要求7所述的介质，其中所述交换中断层主要包括Ru。9.如权利要求1所述的介质，其中所述交换中断层具有小于约80埃的厚度。10.如权利要求9所述的介质，其中所述交换中断层、所述第一铁磁层和所述反铁磁耦合层的组合厚度至少为约80埃。11.如权利要求1所述的介质，其中所述AFC层的所述非磁反铁磁耦合层由选自包括钌(Ru)、铬(Cr)、铑(Rh)、铱(Ir)、铜(Cu)、以及其合金的组的材料形成。12.如权利要求1所述的介质，其中所述衬层由选自包括合金CoFe、CoNiFe、NiFe、FeCoB、CoCuFe、FeAlSi、FeTaN、FeN、FeTaC、CoTaZr和...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克E富勒顿，拜伦H伦格斯菲尔德第三，戴维马古利斯，
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]
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