连续介质垂直磁记录盘及其制造方法技术

本发明专利技术涉及连续介质垂直磁记录盘及其制造方法。具有含氧化物的颗粒钴合金记录层RL的连续介质垂直磁记录盘具有形成在RL之下的有序成核层ONL，RL具有最小晶粒尺寸离散度。ONL具有以基本重复图案布置的有序成核位点。成核位点基本被与成核位点不同的材料的非成核区域围绕。后续沉积的RL的钴合金晶粒生长在成核位点上，RL的氧化物基本偏析在非成核区域上。有序成核位点可由含Ru材料形成，非成核区域可由氧化物形成。ONL通过纳米压印光刻形成，优选地通过母模形成，母模由使用用于产生周期性纳米级特征的自组装嵌段共聚物的方法制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及垂直磁记录介质，诸如用于在磁记录硬盘驱动器中使用的垂直磁 记录盘，更特别地，涉及具有颗粒钴合金记录层的连续介质型垂直磁记录盘，该颗粒钴合金 记录层具有受控的晶粒尺寸。
技术介绍
记录位在记录层中以垂直或离面取向存储的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希望途径之一。一普通类型的垂直磁记录系统使用“双层”介质。此 类系统以单写极型记录头示于图1中。所述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用作从记录头的写极到返回极的磁场的磁 通返回路径。在图1中，示出RL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。相邻的相反指向的磁化区域之间的磁转变可被读元件或读头作为记录位 检测到。所提出的其它类型的垂直磁记录系统使用写辅助方法，例如热辅助磁记录(TAMR 或HAMR)和微波辅助磁记录(MAMR)，并且不要求介质具有SUL。图1中的盘是“连续介质”盘，其中RL是颗粒钴合金磁材料的连续层，当写头在磁 材料上进行写入时，该连续层形成为含有磁记录数据位的同心数据道。连续介质盘的变型 是“离散道介质”盘，意味着RL构图成由连续磁材料形成的同心数据道，但数据道通过同心 非磁保护带彼此径向分隔开。本专利技术所涉及的连续介质盘不同于已被提出来增加数据密度 的“位构图介质”(BPM)盘。在BPM盘中，盘上的可磁化材料构图成小的隔离数据岛，使得在 每个岛或“位”中具有单个磁畴。该单个磁畴可以是单个晶粒或包括作为单个磁体一致地 转换磁状态的几个强耦合晶粒。这与连续介质盘相反，连续介质盘中单个“位”可具有通过 畴壁隔开的多个磁畴。图2是现有技术垂直磁记录连续介质盘的示意性剖视图，示出写场Hw作用在记录 层RL上。该盘还包括硬盘衬底、用于SUL的生长的籽层或始层(OL)、SUL和RL之间的中间 层(IL)、以及保护涂层(OC)。IL是非磁层或多层结构，也称为“交换中断层”或EBL，其中断 SUL和RL的导磁膜之间的磁交换耦合并促进RL的外延生长。尽管图2没有显示，但是通常 直接在SUL上沉积籽层(SL)，以促进IL的生长。如图2所示，RL位于“表象(apparent) ” 记录头(ARH)的间隙内，与纵向或平面内记录相比其允许明显较高的写入场。ARH包括盘上 方的是真实写入头(RWH)的写极(图1)以及在RL底下的有效次级写极(secondary write pole =SffP) 0 SUL促进了 SWP，在写入期间，SUL通过IL与RL去耦，并由于其高的磁导率产 生RWH的磁镜像。这有效地将RL带入ARH的间隙，并允许在RL内的大的写入场Hw。用于RL的一类材料是颗粒铁磁钴合金，例如CoPtCr合金，具有c轴基本上离面 或垂直于RL取向的六角密堆积(hep)晶体结构。颗粒钴合金RL还应当具有良好隔离的 精细晶粒结构，以产生高矫顽力(H。)介质，并减小颗粒间交换耦合，颗粒间交换耦合是造成 高本征介质噪声的原因。通过添加氧化物，包括Si、Ta、Ti和Nb的氧化物，实现了钴合金 RL中晶粒偏析(segregation)的提高。这些氧化物趋向于沉淀到晶粒边界，并与钴合金的元素一起形成非磁的晶粒间材料。H. Uwazumi等人的"CoPtCr-SiO2 GranularMedia for High-Density Perpendicular Recording，，，IEEE Transactions onMagnetics, Vol. 39, No. 4,2003年七月，PP. 1914-1918公开了具有添加了 SiO2的CoPtCr颗粒合金的RL的垂直 石兹i己录介T. Chiba 等人白勺"Structurearid magnetic properties of Co-Pt-Ta2O5 film for perpendicular magneticrecording media，，，Journal of Magnetism andMagnetic Material，Vol. 287，2005 年二月，PP. 167-171 公开了具有添加了 Ta2O5 的 CoPt 颗粒合金的 RL的垂直磁记录介质。如图2所示，盖层(CP)，诸如没有添加氧化物或具有比RL更少量的 氧化物的颗粒Co合金，通常沉积在RL上以作为引起RL的晶粒的颗粒间耦合的媒介。 钴合金RL具有基本上离面或垂直磁各向异性，这是由于其hep晶体结构的c轴在 沉积期间被诱导为基本上垂直于层平面生长。为了诱导hep RL的该生长，其上形成RL的 IL也是hep材料。钌(Ru)和某些Ru合金例如RuCr是用于IL的非磁hep材料。通过添加的氧化物增强RL中的磁晶粒的偏析对于实现高的面密度和记录性能是 重要的。粒间氧化物材料不仅去耦粒间交换，而且也对RL中磁晶粒的尺寸和分布施加控 制。目前的盘制造方法通过在Ru或Ru合金IL上生长RL获得了该偏析RL，该IL表现出 Ru或Ru合金晶粒的柱状生长。通过以相对高的溅射压强溅射沉积IL实现了 IL的柱状生 长。图3是形成在Ru IL上的CoPtCr-SiO2RL的部分表面的透射电子显微镜(TEM)图像。 图3示出通过粒间SiO2分隔的良好偏析的CoPtCr磁晶粒。然而，由图3显见，磁晶粒尺寸 具有较大变化。大的晶粒尺寸分布是不期望的，因为它导致盘上磁记录属性的变化且因为 一些较小晶粒会是热不稳定的，导致数据丢失。需要一种具有颗粒钴合金RL的连续介质垂直磁记录盘，该颗粒钴合金RL具有添 加氧化物并具有基本相同尺寸(即最小的晶粒尺寸分布)的良好偏析的磁晶粒。
技术实现思路
本专利技术涉及具有颗粒钴合金记录层(RL)的连续介质垂直磁记录盘及其制造方 法，该颗粒钴合金RL具有最小的晶粒尺寸离散度。有序成核层(ONL)形成在含氧化物的颗 粒铁磁Co合金RL之下。ONL具有下部分和上部分，上部分具有其上沉积RL的基本平坦表 面。ONL的上部分具有以基本重复图案布置的有序成核位点，该有序成核位点促进RL的钴 合金磁晶粒的生长。ONL的成核位点基本被与成核位点不同的材料的非成核区域包围。因 此，层的上部分为RL材料提供“化学对照(chemical contrast) ”的两种不同区域，后续沉 积的RL的钴合金磁晶粒生长在成核位点上，RL的氧化物基本偏析在非成核区域上。有序 成核位点可由含Ru的材料形成，非成核区域可由氧化物或氮化物形成。含Ru成核位点具 有六角密堆积(hep)晶体结构以用于控制RL的颗粒Co合金中的hep晶体取向。成核位点 促进RL的hep颗粒Co合金的生长，使得其c轴基本垂直取向，由此得到垂直磁各向异性。ONL通过本专利技术的使用纳米压印光刻的方法形成，优选地通过母模形成，该母模利 用使用用于产生周期性纳米级特征的自组装嵌段共聚物的方法制造。在另一实施例中，ONL是分子纳米结构的规则周期图案。分子纳米结构包括纳米 晶体和分子超结构(superstructure)。纳米晶体包括小的亚IOOnm尺寸的晶体颗粒，其核 由一种或多种材料如CdSe、CdTe、PbSe、FePt、FeO和Si构成。分子超结构是通过在衬底上 沉积分子膜产生的结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种连续介质垂直磁记录盘，包括：衬底；衬层，在所述衬底上；垂直磁记录层，在所述衬层上并包括Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ和Ｎｂ中的一种或更多种的一种或更多种氧化物和颗粒铁磁Ｃｏ合金的连续层；以及有序成核层，在所述衬层和所述垂直磁记录层之间，所述有序成核层包括用于所述垂直磁记录层的所述Ｃｏ合金的成核位点的有序阵列。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·R·奥尔布雷科特，迈克尔·K·格罗比斯，欧内斯托·E·马里尼罗，哈尔·J·罗森，里卡多·鲁伊斯，
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