CN101025932B

CN101025932B - 垂直磁记录介质

Info

Publication number: CN101025932B
Application number: CN2006101317368A
Authority: CN
Inventors: 李宅东; 卓泳旭; 李成喆
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: KR100738108B1; CN101025932A; US20070196697A1; JP2007226945A

Abstract

本发明提供了垂直磁记录介质。垂直磁记录介质包括：基板；形成在基板上的第一软磁衬层；形成在第一软磁衬层上并且具有垂直磁各向异性的垂直各向异性中间层；形成在垂直各向异性中间层上的第二软磁衬层；以及形成在第二软磁衬层上的垂直磁记录层。

Description

垂直磁记录介质

技术领域

本发明涉及垂直磁记录介质，且更特别地，涉及为减小噪声在基板和垂直磁记录层之间具有改进的层结构的垂直磁记录介质。

背景技术

近来，诸如磁盘的记录介质的面记录密度显著增加。特别地，为增加磁盘的面记录密度，已提出垂直磁记录方法。在这种情形下，为增加记录密度在垂直方向磁化磁记录层。用于垂直磁化的磁记录层由具有相对高的磁各向异性和高矫顽力的磁材料形成。

为通过有效地磁化垂直磁记录层方便地在垂直磁记录层记录数据，软磁衬层设置在垂直磁记录层和支撑垂直磁记录层的基板之间。磁头设置在垂直磁记录层上方以形成来磁化垂直磁记录层的磁通。

在记录中，从磁头的记录极发出的磁通以位区域为单位磁化垂直磁记录层，沿着设置在垂直磁记录层下面的软磁衬层流动，并且返回磁头的返回极。因为软磁衬层设置在垂直磁记录层下面，磁路容易地在磁记录介质内形成并且从记录极发出的磁通不受干扰且有效地传送到垂直磁记录层。这样，垂直磁记录层被有效磁化。

然而，为容易地在软磁衬层内形成磁路，软磁衬层不应变得饱和。为此，软磁衬层应该具有预定厚道和足够的饱和磁化(Ms)。然而，当厚的软磁衬层形成时，由于在磁记录过程中从记录极发出的磁通导致磁涡流(magneticvortex)发生，并且磁涡流导致磁化时间的延迟和噪声。

发明内容

本发明提供具有抑止磁涡流以有效减少噪声的软磁衬层结构的垂直磁记录介质。

根据本发明的一个方面，提供一种垂直磁记录介质，包括：基板；形成在该基板上的第一软磁衬层；形成在该第一软磁衬层上并且具有垂直磁各向异性的垂直各向异性中间层；形成在该垂直各向异性中间层上的第二软磁衬层；以及形成在该第二软磁衬层上的垂直磁记录层。

第二软磁衬层可具有使得奈尔壁(Neel wall)的能量密度小于布洛赫壁(Bloch wall)的能量密度的厚度。

第二软磁衬层的厚度可在从5到20nm的范围内。

垂直各向异性中间层可由半硬磁材料形成。

垂直各向异性中间层由选自Co、CoFe合金、以及NiFe合金组成的组中的材料形成。

垂直各向异性中间层的厚度可在2到10nm的范围内。

垂直各向异性中间层可具有至少为5kG的饱和磁化。

垂直各向异性中间层的磁各向异性能量可在从5×10⁵erg/cc到1×10⁶erg/cc的范围内。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显，其中：

图1是根据本发明的实施例的垂直磁记录介质的横截面图；

图2是示出了磁畴壁的厚度和磁畴壁的能量密度之间的关系的图；

图3A和3B示出了比较例中记录过程中以及记录后垂直磁记录介质的磁化；及

图4A和4B示出了本发明的实施例在记录过程中以及记录后垂直磁记录介质的磁化。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的实施例的垂直磁记录介质的横截面图。

参照图1，垂直磁记录介质包括基板10、第一软磁衬层11、垂直各向异性中间层12、第二软磁衬层13、以及垂直磁记录层15。另外，保护层18可进一步形成在垂直磁记录层15上以从外部保护垂直磁记录层15。润滑层24可进一步形成在保护层18上以减小由于磁头的碰撞和滑动导致的磁头和保护层18的磨损。

第一和第二软磁衬层11和13允许从磁头(未示出)发出磁通以在记录过程中于磁记录介质内形成磁路从而使得垂直磁记录层15被有效磁化。为此，第一和第二软磁衬层11和13由具有高磁导率和低矫顽力的软磁材料形成。

第一软磁衬层11可优选地具有足够的厚度，比磁头的记录极具有相对更高的饱和磁化。如果第一软磁衬层11具有相对小的饱和磁化和厚度，第一软磁衬层11变得饱和并且从磁头发出的磁通不能适当地通过。

第二软磁衬层13可优选地具有小的厚度从而没有磁涡流发生。第二软磁衬层13的厚度将参照图2描述。

图2是示出了当第二软磁衬层13具有17kG的饱和磁化Ms时磁畴壁的厚度和磁畴壁的能量密度之间的关系的图。

磁畴壁能够为两种形式：布洛赫壁以及奈尔壁。布洛赫壁为转变磁化(switched magnetization)关于第二软磁衬层13垂直地形成处的磁畴壁，而奈尔壁为转换磁化关于第二软磁衬层13水平地形成处的磁畴壁。在磁记录中或者磁记录之后磁畴壁在第二软磁衬层13内形成磁畴的边界。在磁化过程中可能发生的磁涡流在关于第二软磁衬层13(参见图3中V)的垂直表面内形成，并且由此与布洛赫壁相关。另一方面，与第二软磁衬层13垂直形成的磁涡流与奈尔壁不相关。因此，为抑止磁涡流的发生，其中磁化垂直转换的布洛赫壁不应该在第二软磁衬层13内形成。

由于磁畴的能量密度与第二软磁衬层(图1中的13)的厚度相关，布洛赫壁以及奈尔壁的形成受到第二软磁衬层13的厚度限制。因此，第二软磁衬层13应该具有降低奈尔壁的能量密度从而低于布洛赫壁的能量密度的厚度。换句话说，当第二软磁衬层13具有预定的转变厚度(transition thickness)时，奈尔壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度，并且因此奈尔壁形成在磁畴的边界。这里，转变厚度指在布洛赫壁的能量密度和奈尔壁的能量密度相同的转变位置处第二软磁衬层13的厚度。

参照图1和2，当第二软磁衬层13的Ms为17kG时，第二软磁衬层13的转变厚度为大约20nm。在这种情形下，如果第二软磁衬层13的厚度T1小于大约20nm，奈尔壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度，因此利于使奈尔壁的形成容易于布洛赫壁，并且垂直于第二软磁衬层13的半电子化(semi-electronization)和磁涡流受到抑止。同时，第二软磁衬层13的厚度T1可优选大于5nm从而具有稳定的薄层。因此，第二软磁衬层13的厚度T1可在5nm到20nm范围内从而抑止磁涡流。

再参照图1，垂直各向异性中间层12可由具有垂直磁各向异性的半硬磁材料形成。半硬磁材料具有比软磁材料更大的矫顽力且比硬磁材料更容易被磁化。半硬磁材料的特性介于软磁材料和硬磁材料的特性之间。由半硬磁材料形成的垂直各向异性中间层12比由硬磁材料形成的垂直磁记录层15更容易被磁化并且具有小的矫顽力。因此，垂直各向异性中间层12与第一和第二软磁衬层11和13一起允许从磁头发出的磁通在磁记录介质内容易地形成磁路从而垂直磁记录介质15能够有效地被磁化。另外，垂直各向异性中间层12具有更大的矫顽力并且比软磁衬层11和13更难被磁化，因此能够抑止在软磁衬层11和13内可能发生的磁涡流。例如，垂直各向异性中间层12具有大约5kG的Ms，并且垂直各向异性中间层12的磁各向异性能Ku在从5×10⁵到1×10⁶erg/cc的范围内。

垂直各向异性中间层12需要具有允许垂直磁各向异性的层厚。例如，垂直各向异性中间层12可以优选的具有小于10nm的厚度T2。同时，垂直各向异性中间层12能够使用薄层工艺形成，并且在这种情形下，垂直各向异性中间层12的厚度T2可优选的大于2nm。因此，垂直各向异性中间层12可大于大约2nm并且小于大约10nm。为具有稳定的薄层，垂直各向异性中间层12可大于5nm。

由于垂直各向异性中间层12具有垂直各向异性，磁矩以与垂直经过垂直磁记录层15的记录磁场相同的方向排列。即，由于垂直各向异性中间层12的磁矩具有和垂直磁记录层15内排列的磁矩相同的方向，垂直各向异性中间层12能够强化垂直磁记录层15的记录磁场。即，在垂直磁记录介质的再现期间，垂直各向异性中间层12增加了垂直磁记录介质的输出，因此改善了SNR特性。

垂直各向异性中间层12可由Co、CoFe合金或者NiFe合金形成。各向异性中间层12能够在溅射薄层制造方法通过蒸镀形成。例如，如果垂直各向异性中间层12由Co薄层制成，Co薄层蒸镀为单层使得垂直各向异性中间层12能够在垂直方向具有晶体磁各向异性。另外，如果垂直各向异性中间层12由CoFe合金薄层形成，软磁籽层首先被蒸镀，然后CoFe合金薄层被蒸镀从而具有弹性磁各向异性。

垂直磁记录层15是当磁头的写被垂直建立时信息以所记录的位为单位被磁记录在其上的层。例如，垂直磁记录层15可由具有优异的垂直磁各向异性的Co型合金或具有强磁性的Fe型合金形成。

图3A到4B示出了分别在比较例以及本发明的实施例中抑止磁涡流的磁记录介质。

<比较例>

根据现有技术的图3A和3B示出的磁记录介质包括单层软磁衬层21和堆叠在其上的垂直磁记录层25。图3A示出记录过程中的磁化，并且图3B示出记录后的磁化。这里，软磁衬层21具有15kG的Ms，并且其厚度为90nm。

参照图3A，在软磁衬层21内发生磁涡流V。磁涡流V阻碍软磁衬层21的磁化的快速转换并且因此延迟磁化时间使得信息不能够在磁记录介质上高密度地被记录。参照图3B，记录之后磁涡流(图3A中的V)在软磁衬层21上产生具有与排列在垂直磁记录层25内的磁矩的方向相反的方向的成分，因此导致噪声。

<实施例>

图4A和4B示出了与根据现有技术的磁记录介质大体相同的磁记录介质，除了软磁衬层通过垂直各向异性中间层12分为第一和第二软磁衬层11和13。垂直各向异性中间层12由具有1×10⁶erg/cc的垂直磁各向异性能和2000Oe的矫顽力的半硬磁材料制成。

图4A示出了根据本发明的实施例在记录过程中的磁化，以及图4B示出了根据本发明的实施例在记录之后的磁化。

参照图4A，因为垂直各向异性中间层12被插入在第一和第二软磁衬层11和13之间，第一和第二软磁衬层11和13内的磁涡流被抑止。因此，第一和第二软磁衬层11和13的磁化被快速改变，因此减小磁记录介质的磁化时间。当磁化时间被减少时，在单位时间内能够记录更多信息，并且有利于在磁记录介质上高密度地磁性记录信息。

另外，由于垂直各向异性中间层12的磁矩的方向与垂直磁记录层15的磁矩方向相同，垂直磁记录层15内的记录磁场被强化并且在再现过程中输出增加，因此确保了非常好的SNR特性。

如上所述，根据本发明的具有插入在软磁衬层之间的垂直各向异性中间层的垂直磁记录介质具有下列优势。

第一，软磁衬层内的磁涡流被抑止，由此减少了磁记录介质的磁化时间。这有利于高密度磁记录。

第二，软磁衬层内产生的噪声能够被抑止。

第三，垂直磁记录层的记录磁场被强化并且输出增加从而确保了优异的SNR特性。

尽管本发明参照其示例性实施例进行了特定示出和描述，本领域一般技术人员将理解在不偏离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可进行其形式和细节内的各种变化。

Claims

1.一种垂直磁记录介质，包括：

基板；

第一软磁衬层，其形成在所述基板上；

垂直各向异性中间层，其形成在所述第一软磁衬层上并且具有垂直磁各向异性；

第二软磁衬层，其形成在所述垂直各向异性中间层上；以及

垂直磁记录层，其形成在所述第二软磁衬层上，

其中所述第二软磁衬层具有使得奈尔壁的能量密度小于布洛赫壁的能量密度的厚度。

2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述第二软磁衬层的所述厚度在从5到20nm的范围内。

3.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述垂直各向异性中间层由半硬磁材料形成。

4.如权利要求3所述的垂直磁记录介质，其中所述垂直各向异性中间层由选自Co、CoFe合金、以及NiFe合金组成的组中的材料形成。

5.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述垂直各向异性中间层的所述厚度在2到10nm的范围内。

6.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述垂直各向异性中间层具有至少为5kG的饱和磁化。

7.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中所述垂直各向异性中间层的磁各向异性能在从5×10⁵erg/cc到1×10⁶erg/cc的范围内。