具有多个交换耦合的磁层的记录介质制造技术

本发明专利技术描述一种磁记录(PMR)盘。该PMR盘结构可以包括基本无氧化物的磁覆盖层、直接设置在磁覆盖层下方并与磁覆盖层接触的具有氧化物含量的上磁层以及设置在上磁层下方的上交换耦合层。

【技术实现步骤摘要】
具有多个交换耦合的磁层的记录介质
本文描述的实施例涉及磁盘驱动器领域，特别涉及具有多个交换耦合磁层的垂直磁记录盘。
技术介绍
在具有500Gb每平方英寸(Gb/in2)或更大的空间密度的垂直磁记录(PMR)介质中，信噪比(SNR)和可写性覆写(OW2)的改进变得越来越难实现。尽管当使介质磁性更软时SNR和OW2两者都改进，但是磁性更软的介质也导致更宽的写磁轨，这使得驱动器系统中相邻磁轨的性能劣化。为了改进SNR和OW2而不加宽写磁轨，例如在授权给Fullerton等人的美国专利US7,488,545B2(在下文称为“Fullerton”)中探索并讨论了具有双磁记录层的介质结构。在Fullerton中，描述了具有两个解耦记录层的介质结构。两个记录层的这种解耦效果是使得介质中单位面积的有效颗粒数量加倍。结果，介质的SNR被改进，因为SNR依赖于单位面积的颗粒数量。
技术实现思路
附图说明在以下附图中以示例的方式而非限制地图示说明本专利技术，其中：图1示出根据本专利技术的一个实施例的PMR盘的横截面图。图2示出根据本专利技术的另一个实施例的PMR盘的横截面图。图3示出根据本专利技术的又一个实施例的PMR盘的横截面图。图4示出根据本专利技术的替代实施例的PMR盘的横截面图。图5示出根据本专利技术的一个实施例的PMR盘的信噪比(SNR)性能。图6示出根据本专利技术的一个实施例的PMR盘的另一信噪比(SNR)性能。图7A示出根据本专利技术的一个实施例的氧化物含量对PMR盘的挤压(Sqz)参数的影响。图7B示出根据本专利技术的一个实施例的氧化物含量对PMR盘的在轨信噪比(SNRinit)性能的影响。图7C示出根据本专利技术的一个实施例的氧化物含量对PMR盘的邻轨信噪比(SNRfinal)性能的影响。图8示出根据本专利技术的一个实施例，相对于PMR盘的写磁轨宽度，中间磁层中的双子层结构对反向覆写性能的影响。图9示出根据本专利技术的一个实施例，相对于PMR盘的挤压性能，中间磁层中的双子层结构对反向覆写性能的影响。具体实施方式在以下描述中，阐述了许多具体细节，例如具体层成分和属性的示例，以提供对本专利技术的各个实施例的彻底理解。然而对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用这些具体细节来实现本专利技术的各个实施例。在其它示例中，未详细描述众所周知的部件或方法以避免不必要地混淆本专利技术的各个实施例。本专利技术描述了垂直磁记录(PMR)盘的各个实施例。PMR盘结构包括基本无氧化物的磁覆盖层、直接设置在磁覆盖层下方并且与其接触的上磁层以及设置在上磁层下方的上交换耦合层。上磁层包括氧化物材料。PMR盘结构还可以包括设置在上交换耦合层下方的中间磁层、设置在中间磁层下方的下交换耦合层以及设置在下交换耦合层和衬底之间的下磁层。在一个实施例中，这些层的组合形成三磁层结构，其可以改善信噪比(SNR)和/或改善可写性覆写(OW2)而不加宽磁轨宽度或降低介质的热稳定性。图1示出PMR盘100的一个实施例的横截面图。PMR盘100具有一种结构，该结构以从PMR盘100的顶部开始的递减次序包括至少以下层：磁覆盖层150、与磁覆盖层150直接接触并在其下方的上磁层(UML)140、上交换耦合层(ECC2)107、中间磁层(IML)130、下交换耦合层(ECC1)106、下磁层(LML)120和衬底101。用于UML140的材料是良好分离的材料并且比磁覆盖层150具有更低的颗粒间交换耦合。为了增强颗粒分离并且减小颗粒间交换耦合，UML140包括氧化物材料，而用于磁覆盖层150的材料是基本无氧化物的。所谓基本无氧化物，其含义是可能在磁覆盖层150中仍然存在含有氧化物的痕量杂质。具有氧化物材料的UML140的存在改进了介质中的高频信噪比(SNR)。图5示出仅具有两个解耦记录层和覆盖层的记录介质与根据本专利技术的一个实施例具有包括UML140和磁覆盖层150的三个磁层的记录介质在2T下的SNR性能500的比较。图6示出这两个记录介质在1T下的SNR性能600的比较。“T”表示最高频率的周期。如图5所示，与仅具有覆盖层的记录介质的SNR性能501相比，具有氧化物材料的UML140的存在使2T下的SNR性能502改进大约0.4dB。如图6所示，与仅具有覆盖层的记录介质的SNR性能601相比，具有氧化物材料的UML140的存在使1T下的SNR性能602改进大约0.5dB。高频SNR中的增益转换为改进的在轨SNR和更好的出错率，以及更好的邻轨干扰特性。SNR的改进可归因于在UML140中添加氧化物。影响SNR的一个因素是颗粒在磁性材料中分离的良好程度。良好分离的材料减小本征介质噪声并因此改进SNR。良好分离的材料还导致颗粒间交换耦合的减小，这进而减小在具有高颗粒间交换耦合的材料中可能在相邻颗粒之间发生的比特移位。磁性材料中的一些氧化物具有分离到颗粒边界的趋势。上磁层140中选择的氧化物添加物具有沿着颗粒边界沉淀的趋势。由于沿着颗粒边界存在氧化物，在UML140中颗粒的分离被增强并且相邻颗粒之间的颗粒间交换耦合被减小以提供更好的SNR性能。颗粒间交换耦合可以用通过本领域已知的振动样品磁力计(VSM)或PolarKerr法测量的磁性材料的磁滞回路的矫顽力矩形比(S*)参数来量化。S*参数与磁滞回路的斜率逆相关。更高的S*指示更大的侧向交换耦合。当与具有直接位于磁覆盖层150下方的含氧化物添加物的UML140的本专利技术的一个实施例比较时，缺少UML140的记录介质具有高出0.1的S*参数。因此，具有氧化物材料的UML140的存在导致比没有UML140的记录介质具有更低的颗粒间交换耦合。尽管UML140中的氧化物添加物提供了更好的SNR性能，磁覆盖层150中的氧化物添加物不可能提供相同的性能优点。另外，磁覆盖层150中具有氧化物添加物还使得磁覆盖层150更容易受到表面腐蚀，即使当磁覆盖层150上方存在额外的外包层时。因此，为了维持记录介质的使用寿命，氧化物添加物不被添加到磁覆盖层150中，而是添加到UML140中。为了进一步增加SNR和相关的性能度量，可增加UML140中的氧化物含量。在给定的矫顽力下，UML140中使用的具有更高氧化物含量的材料导致更高的SNR。通过增加氧化物含量来改进SNR是有利的，直至当氧化物的存在开始对磁性颗粒的空间密度带来限制的一点。超过该点，增加氧化物含量可能开始妨碍记录介质的空间密度。图7A-C比较了在UML140中具有不同氧化物含量的本专利技术的实施例之间作为矫顽力的函数的挤压(Sqz)参数710、在轨SNR(SNRinit)720和邻轨SNR(SNRfinal)730。挤压参数是与SNR相关的性能参数，其度量在相邻磁轨上存在其它信息的情况下当相邻磁轨越来越接近测试磁轨时记录系统再现测试磁轨上记录的数据的能力。在一个实施例中用方形采样点和外推曲线711、721和731标记的UML140是由合金1材料制成的，其包含18％的氧。更具体地，合金1由钴铬铂合金和氧化钛及氧化钴添加物制成，具有Co-15Cr-14Pt-(6Mol％TiO2)-(10Mol％CoO)成分。在其它实施例中用十字准线采样点和外推曲线712、722和732标记的UML140是由合金2材料制成的，其包含19.4％的氧。更具体地，合金2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直磁记录盘，其包括：基本无氧化物的磁覆盖层；包括第一氧化物材料的上磁层，所述上磁层被直接设置在所述磁覆盖层下方并与所述磁覆盖层接触；以及设置在所述上磁层下方的上交换耦合层。

【技术特征摘要】
2011.03.31 US 13/077,4191.一种垂直磁记录盘，其包括：基本无氧化物的磁覆盖层；包括第一氧化物材料的上磁层，所述上磁层被直接设置在所述磁覆盖层下方并与所述磁覆盖层接触，所述上磁层具有第一各向异性场Hk；设置在所述上磁层下方并与所述上磁层接触的上交换耦合层；设置在所述上交换耦合层下方的中间磁层，所述中间磁层具有第二Hk；设置在所述中间磁层下方的下交换耦合层；以及设置在所述下交换耦合层和衬底之间的下磁层，所述下磁层具有第三Hk，其中所述第三Hk大于所述第二Hk，并且其中所述第二Hk大于所述第一Hk。2.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述第一氧化物材料具有在所述上磁层的5％到30％范围内的摩尔量。3.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述上磁层具有在0.5纳米到5纳米范围内的厚度。4.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述上磁层中的所述第一氧化物材料包括二氧化钛TiO2或氧化钴CoO。5.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述磁覆盖层具有小于或等于所述第一Hk的第四Hk。6.根据权利要求5所述的垂直磁记录盘，其中所述第一Hk在10千奥斯特到20千奥斯特的范围内。7.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述磁覆盖层具有第一颗粒间侧向交换耦合，并且所述上磁层具有小于所述第一颗粒间侧向交换耦合的第二颗粒间侧向交换耦合。8.根据权利要求1所述的垂直磁记录盘，其中所述中间磁层包括具有第五各向异性场Hk的第一中间磁子层和位于所述第一中间磁子层上方并具有所述第二Hk的第二中间磁子层，所述第二Hk小于所述第五Hk，并且所述第二中间磁子层基本无氧化物。9.根据权利要求8所述的垂直磁记录盘，其中所述第五Hk在7千奥斯特到20千奥斯特的范围内。10.根据权利要求9所述的垂直磁记录盘，其中所述第三Hk大于或等于所述第五Hk。11.根据权利要求8所述的垂直磁记录盘，其中所述第一中间磁子层包括第二氧化物材料。12.根据权利要求11所述的垂直磁记录盘，其中所述第二氧化物材料具有在所述第一中间磁子层的5％到30％范围内...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·德赛，K·康，J·周，B·R·阿查亚，
申请(专利权)人：西部数据传媒公司，
类型：发明
国别省市：