CN101046980A - 垂直磁记录介质和磁存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种垂直磁记录介质，其能够防止发生广域磁道擦除现象并能够进行高密度记录。该垂直磁记录介质包括：衬底；软磁衬层，位于该衬底上；分离层，位于该软磁衬层上，并由非磁性材料形成；磁通控制层，位于该分离层上；以及记录层，位于该磁通控制层上，并具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。该磁通控制层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。

Description

垂直磁记录介质和磁存储装置

相关申请的交叉引用

本专利申请基于2006年3月31日申请的日本在先专利申请No.2006-100593，在此通过参考援引其全部内容。

技术领域

本发明涉及一种垂直磁记录介质和磁存储装置。

背景技术

磁存储装置广泛应用于各种设备，涵盖了从大规模系统到个人使用计算机以及通信装置。在磁存储装置的所有应用中，均需要进一步增加记录密度和数据传输速度。

近年来，在目前作为主要磁记录方法的平面内记录技术中，采用一种具有高矫顽力(即，剩余磁化的热稳定性高)的记录层来防止以高记录密度记录的信息丢失。为了进一步增加记录密度，必须进一步增加矫顽力，因而必须增加磁记录头的记录磁场强度。为此，需要在磁头的磁极中使用具有高饱和磁通密度的软磁材料。但是，这种软磁材料不容易获得，因此难以增加磁记录装置的记录密度。

另一方面，在垂直磁记录技术中，由于磁记录介质的记录层在垂直于衬底表面的方向磁化，因此与平面内记录技术相比所记录的信息不容易丢失。为此，与平面内记录技术相比能够获得更高的记录密度。

在垂直磁记录介质中，由软磁材料形成的衬层(backup layer)覆盖在衬底上，并在该衬层上层叠记录层。当在垂直磁记录介质中记录信息时，磁头的磁场垂直施加在记录层的膜表面上，并且该磁场在通过软磁材料衬层之后返回磁头。软磁材料衬层与磁头成对形成以吸引和排斥磁场。如果在软磁材料衬层中形成有磁壁，则从该磁壁泄漏的磁场可以被再现头检测到，这会导致噪声尖峰，从而可能产生错误。

为减少噪声尖峰，人们提出如下方案：通过层叠两层软磁材料层形成软磁材料衬层，其中在两层软磁材料层之间具有非磁性层，以形成具有通过反铁磁耦合而被耦合的两层软磁材料层的磁结构。例如，日本特开专利申请No.2001-155322、日本特开专利申请No.2002-358618和日本特开专利中请No.2001-331920公开了与这种技术相关的发明。

在这种磁结构中，一个软磁材料层中的磁化反向平行于另一软磁材料层中的磁化。因此，从各软磁材料层的磁壁泄漏的磁场相互抵消，从而防止了噪声尖峰的产生。此外，由于能够防止磁畴的形成，因此可使用非晶材料来形成所述软磁材料层。

但是，在垂直磁记录介质中，出现所谓的广域磁道擦除(Wide Area TrackErasure，WATER)现象。广域磁道擦除是这样一种现象：其中，当反复在同一磁道中记录信息时，从所记录磁道到相隔几微米的磁道的信息丢失。

具体说来，当来自记录头磁极的记录磁场通过记录层并且被软磁衬层吸收时，记录磁场在垂直磁记录介质的平面内方向上扩展，从而使得与所记录磁道相邻的区域也施加有弱磁场。随着该弱磁场反复施加，该区域中的剩余磁化逐渐减少，最终导致再现错误。

当出现广域磁道擦除现象时，所记录的信息丢失，从而垂直磁记录介质的长期可靠性下降。

发明内容

本发明可解决相关现有技术中的一个或多个问题。

本发明的优选实施例提供一种能够防止发生广域磁道擦除现象并能够进行高密度记录的垂直磁记录介质和磁存储装置。

根据本发明的第一方案，提供一种垂直磁记录介质，包括：

衬底；

软磁衬层，位于该衬底上；

分离层，位于该软磁衬层上，并由非磁性材料形成；

磁通控制层，位于该分离层上；以及

记录层，位于该磁通控制层上，所述记录层具有垂直于该衬底表面的易磁化轴，

其中，该磁通控制层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。

根据本发明，由于磁通控制层具有垂直于衬底表面的易磁化轴，因此来自记录元件的记录磁场经由记录层被磁通控制层垂直吸收。从而能够防止记录磁场的横向扩展。

由于磁通控制层由晶体材料形成，因此能够将磁通控制层的饱和磁通密度设置为高于非晶材料的饱和磁通密度。这可进一步防止记录磁场的横向扩展，从而防止发生广域磁道擦除现象。

此外，由于磁通控制层由晶体材料形成，因此能够改进磁通控制层上的记录层的结晶性和晶体排列，从而改进记录层的磁特性以及记录和再现性能，实现垂直磁记录介质的高密度记录。

作为一种实施例，磁通控制层可以包括依次层叠在分离层上的第一磁层、第一非磁性耦合层和第二磁层；第一磁层和第二磁层可以由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于衬底的易磁化轴；并且第一磁层的磁化和第二磁层的磁化在垂直于衬底的方向上排列，并通过反铁磁耦合而彼此耦合。

根据本发明，由于磁通控制层的第一磁层和第二磁层由晶体材料形成，因此能够改进磁通控制层上的记录层的结晶性和晶体排列，从而改进记录层的磁特性以及记录和再现性能。

此外，由于第一磁层的晶粒和第二磁层的晶粒通过反铁磁耦合而彼此耦合，因此从第一磁层和第二磁层泄漏的磁场彼此抵消。由此，能够减少从磁通控制层泄漏的磁场，并防止再现元件检测到噪声。由此，能够提高垂直磁记录介质的信噪(SN)比。因此，能够在垂直磁记录介质中进行高密度记录。

此外，由于磁通控制层的第一磁层和第二磁层具有垂直于衬底的易磁化轴，因此记录磁场被磁通控制层垂直吸收。从而能够防止记录磁场的横向扩展，并且进一步防止发生广域磁道擦除现象。

根据本发明的第二方案，提供一种磁存储装置，包括：

记录和再现单元，具有磁头；以及

垂直磁记录介质，

其中，该垂直磁记录介质包括：

衬底；

软磁衬层，位于该衬底上；

分离层，位于该软磁衬层上，并由非磁性材料形成；

磁通控制层，位于该分离层上；以及

记录层，位于该磁通控制层上，所述记录层具有垂直于该衬底表面的易磁化轴，

其中，该磁通控制层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。

根据本发明，可提供一种能够进行高密度记录并具有良好的长期稳定性的磁存储装置。

在参照附图给出的优选实施例的以下详细描述中，本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得更为明显。

附图说明

图1为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的实例的示意剖视图；

图2A和图2B为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质10的晶体磁层19和21的结晶状态和磁化的平面图；

图3为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的另一实例的示意剖视图；

图4为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的又一实例的示意剖视图；

图5为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的再一实例的示意剖视图；

图6示出实例1的垂直磁记录介质的磁滞回线；

图7示出垂直矫顽力与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果；

图8示出成核磁场与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果；

图9示出重写特性与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果；

图10为示出实例3和实例4的垂直磁记录介质的特性的表格；以及

图11为根据本发明第二实施例的磁存储装置的主要部分的示意图。

具体实施方式

以下参照附图解释本发明的优选实施例。

第一实施例

图1为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的实例的示意剖视图。

如图1所示，垂直磁记录介质10包括：衬底11；以及依次层叠在衬底11上的衬叠层结构12、分离层16、磁通控制叠层结构18、中间层22、记录层23、保护膜24和润滑层25。

衬底11可以为例如塑料衬底、晶化玻璃衬底、强化玻璃衬底、硅衬底或铝合金衬底。

当垂直磁记录介质10为磁盘时，衬底11为盘形。当垂直磁记录介质10为磁带时，衬底11可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚萘二酸乙二醇酯(PEN)膜或耐热性聚酰亚胺(PI)形成。

衬叠层结构12包括：非晶软磁层13和非晶软磁层15，以及位于它们之间的非磁性耦合层14。非晶软磁层13和非晶软磁层15的磁化通过经由非磁性耦合层14的反铁磁耦合而耦合。

例如，非晶软磁层13和非晶软磁层15均为50nm-20μm厚，并由包括Fe、Co、Ni、Al、Si、Ta、Ti、Zr、Hf、V、Nb、C和B中的至少之一的非晶软磁材料形成。更具体地，非晶软磁层13和非晶软磁层15可由诸如FeSi、FeAlSi、FeTaC、CoNbZr、CoCrNb、CoFeB和NiFeNb之类的材料形成。

当衬底11为盘形时，优选地，非晶软磁层13和非晶软磁层15的易磁化轴位于衬底11的径向。由此，在剩余磁化状态下，非晶软磁层13和非晶软磁层15的磁化方向分别朝向衬底11的中心和朝向衬底11的外围，或者相反。

由于上述结构，因此能够防止在非晶软磁层13和非晶软磁层15中形成磁畴，并能够防止磁场从磁畴界面泄漏。

优选地，非晶软磁层13和非晶软磁层15可由成分相同的软磁材料形成，并且非晶软磁层13和非晶软磁层15具有同等的厚度。由此，从非晶软磁层13和非晶软磁层15泄漏的磁场彼此抵消，从而防止磁头的再现元件接收到噪声。或者，非晶软磁层13和非晶软磁层15可由成分彼此不同的软磁材料形成。

非磁性耦合层14可由包括Ru、Cu、Cr、Rh、Ir、Ru合金、Rh合金和Ir合金之一的非磁性材料形成。优选地，Ru合金非磁性材料为Ru与Co、Cr、Fe、Ni和Mn其中之一的合金。

非磁性耦合层14的厚度在适当范围内，以使非晶软磁层13和非晶软磁层15通过反铁磁交换耦合而耦合。例如，非磁性耦合层14的厚度在0.4nm-1.5nm的范围内。

在衬叠层结构12中，在非晶软磁层15上可设置叠层，该叠层包括非磁性耦合层和非晶软磁层。但是，在这种情况下，优选地，整个衬叠层结构12的净磁化接近0。由此，能够将磁通泄漏减少至接近0。

分离层16的厚度为例如2.0nm-10nm，并可由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg和Pt中的至少之一的非晶非磁性材料形成。由于分离层16为非晶态，因此不影响磁通控制叠层结构18的晶体磁层19的晶体排列。由此，晶体磁层19能够以自组织的方式容易地排列，从而改进晶体磁层19的晶体排列。

此外，分离层16还使得晶体磁层19中晶粒19a的直径分布均匀化。并且，由于分离层16为非磁性，因此能够防止非晶软磁层15与晶体磁层19之间的磁耦合。

磁通控制叠层结构18包括：晶体磁层19和晶体磁层21，以及位于它们之间的非磁性耦合层20。晶体磁层19和晶体磁层21均由晶态铁磁材料形成。晶体磁层19和晶体磁层21分别包括多个晶粒19a和21a，并且晶粒19a和21a经由晶界19b和21b彼此紧密接触。

晶粒19a和21a的易磁化轴沿图1中的箭头方向，即垂直于衬底排列，并且晶体磁层19和晶体磁层21通过经由非磁性耦合层20的反铁磁耦合而彼此耦合。

在图1中，箭头取向表示在不施加外部磁场时剩余磁化的取向。

优选地，晶体磁层19和晶体磁层21均由具有六角密堆积(hcp)晶体结构的Co或Co-X1合金形成，其中X1代表Ni、Fe、Cr、Pt、B、Ta、Cu、W、Mo和Nb中的至少之一。Co-X1合金可包括CoCr、CoPt、CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M之一，其中M代表B、Ta、Cu、W、Mo和Nb中的至少之一。晶体磁层19和晶体磁层21的上述晶态铁磁材料可以通过在自组织的分离层16上沿垂直于衬底的方向排列易磁化轴而形成。

优选地，晶体磁层19和晶体磁层21的垂直矫顽力小于记录层23的垂直矫顽力。此外，为使晶体磁层19和晶体磁层21的磁化反转在较低的记录磁场下发生，优选地，将晶体磁层19和晶体磁层21的垂直矫顽力设定为小于5000Oe，更优选地，设定为接近0Oe。

垂直矫顽力是根据当沿垂直于衬底的方向施加磁场时磁化的磁滞回线或克尔(Kerr)转角所计算的矫顽力。

从晶体磁层19和晶体磁层21容易磁化反转的观点出发，优选地，晶体磁层19和晶体磁层21的厚度均在1nm-25nm的范围内。

非磁性耦合层20可由非磁性过渡材料形成，该非磁性过渡材料包括Ru、Cu、Cr、Rh、Ir、Ru合金、Rh合金和Ir其中之一。Ru合金可以通过将Co、Cr、Fe、Ni和Mn中的至少之一或它们的合金添加至Ru元素而获得。非磁性耦合层20的厚度在适当范围内，以使晶体磁层19和晶体磁层21通过反铁磁交换耦合而耦合。例如，非磁性耦合层20的厚度在0.4nm-2.1nm的范围内。

当非磁性耦合层20由Ru膜或Ru合金膜形成时，优选地，非磁性耦合层20的厚度在0.4nm-0.9nm的范围内。当非磁性耦合层20由Cr膜形成时，优选地，非磁性耦合层20的厚度在0.6nm-1.2nm的范围内。当非磁性耦合层20由Cu膜形成时，优选地，非磁性耦合层20的厚度在0.8nm-2.1nm的范围内。

在非磁性耦合层20的厚度在上述范围内的情况下，能够增强晶体磁层19和晶体磁层21之间的交换耦合磁场。由此，能够防止晶体磁层19和晶体磁层21的磁化的反向平行状态受到破坏，从而能够防止磁场泄漏。

应该注意，非磁性耦合层20的厚度范围与构成元素的相关性也适用于非磁性耦合层14。

如果晶体磁层19的剩余磁化和厚度分别以Mr1和t1表示，晶体磁层21的剩余磁化和厚度分别以Mr2和t2表示，优选地，晶体磁层19的剩余磁化和厚度的乘积等于晶体磁层21的剩余磁化和厚度的乘积，即Mr1×t1＝Mr2×t2。由此，从晶体磁层19和晶体磁层21泄漏的磁场彼此抵消，这减少了由磁通控制叠层结构18引起的噪声，从而提高了信噪比(S/N)。此外，当晶体磁层19和晶体磁层21由相同成分形成时，优选地，它们的厚度相等，即t1＝t2。由此，因为仅控制晶体磁层19和晶体磁层21的厚度就足够了，所以容易制造晶体磁层19和晶体磁层21。

图2A和图2B为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质10的晶体磁层19和21的结晶状态和磁化的平面图。

具体地，图2A示出晶体磁层19的结晶状态和磁化，而图2B示出晶体磁层21的结晶状态和磁化。

在图2A和图2B中，点-圆(dot-circle)符号表示剩余磁化向上，叉-圆(dot-cross)符号表示剩余磁化向下。

参照图2A、图2B以及图1，晶体磁层19和晶体磁层21具有几乎相同的结晶状态。即，由于晶体磁层21生长于晶体磁层19之上，并且二者之间有非磁性耦合层20，因此晶体磁层19的结晶状态直接反映在晶体磁层21上。

例如，图2B所示的晶体磁层21的晶粒21a1生长于图2A所示的晶体磁层19的晶粒19a1上，晶粒21a1与晶粒19a1之间有非磁性耦合层20。由于非磁性耦合层20非常薄，因此晶粒21a1的尺寸和形状与晶粒19a1的尺寸和形状几乎相同。

此外，晶粒21a1的易磁化轴平行于晶粒19a1的易磁化轴排列。当未施加外部磁场时，即当观测到剩余磁化时，晶粒21a1的剩余磁化反向平行于晶粒19a1的剩余磁化。由此，从晶粒21a1和晶粒19a1泄漏的磁场抵消。

这里，晶粒21a1和晶粒19a1用作实例。当然，其它晶粒，例如晶粒21a2和晶粒19a2同样如此。

利用上述结构，能够减少来自磁通控制叠层结构18的噪声，从而能够提高垂直磁记录介质10的信噪比。

此外，由于晶体磁层19和晶体磁层21为晶体，因此通过层叠这两层，能够改进晶体磁层21表面的结晶性和晶体排列，从而能够改进位于晶体磁层21上的中间层22和记录层23的结晶性和晶体排列。

此外，由于磁通控制叠层结构18相比衬叠层结构12更靠近磁头的记录元件，因此在记录操作过程中起到控制记录磁场的通量的作用。即，由于磁通控制叠层结构18的晶体磁层19和晶体磁层21具有垂直于衬底表面的易磁化轴，因此来自记录元件的记录磁场经由中间层22和记录层23被垂直吸收到晶体磁层19和晶体磁层21中。因此，能够防止记录磁场的横向扩展。此时，晶体磁层19和晶体磁层21的磁化沿与该记录磁场相同的方向排列。

此外，由于晶体磁层19和晶体磁层21由晶体材料形成，所以能够将晶体磁层19和晶体磁层21的饱和磁通密度设定为高于非晶材料的饱和磁通密度，从而能够进一步防止记录磁场的横向扩展，并能够防止广域磁道擦除现象发生。

对中间层22没有限制，只要其由能够在磁通控制叠层结构18的晶体磁层21上生长的材料形成并能够使记录层23在中间层22的表面上生长即可。例如，中间层22可由具有六角密堆积(hcp)晶体结构或面心立方(fcc)晶体结构的非磁性材料形成。具体地，中间层22可由包括Ru、Pd、Pt和Ru合金之一的一种非磁性材料形成。Ru合金为具有hcp晶体结构的Ru-X2合金，其中X2代表包括Ta、Nb、Co、Cr、Fe、Ni、Mn、O和C之一的非磁性材料。

当记录层23由Co或以Co为主要成分的合金形成时，优选地，中间层22由Ru或Ru-X2合金形成，这是因为能够获得良好的晶格匹配。Co的(0002)晶面生长在Ru的(0002)晶面上，并且易磁化轴(c轴)垂直于衬底排列。

中间层22可具有如下结构：其中，Ru或Ru-X2晶粒(以下称为“Ru晶粒”)通过多个间隙(interstice)彼此分离。以下将该结构称为“中间层结构A”。由于Ru晶粒彼此几乎均匀地分离，从而记录层23的磁性粒子遵循Ru晶粒的排列，这可以减少磁性粒子的直径分布范围。因此，可以减少介质噪声，从而提高信噪比。

此外，如上所述，由于Ru的(0002)晶面生长，因此当记录层23由以Co为主要成分的铁磁材料形成时，Co的(0002)晶面生长，并且易磁化轴(c轴)垂直于衬底排列。

这种中间层22可通过溅射形成。具体地，利用由Ru或Ru-X2合金制成的溅射靶材并在惰性气体(例如Ar气)的气氛中，以2nm/s或更低的沉积速度溅射中间层22，且气氛的压强为2.66Pa或更高。但是，为使生产效率不致太低，优选地，沉积速度高于0.1nm/s。此外，气氛气体可以是添加有O₂气体的惰性气体。由此，Ru晶粒可良好地分离。

或者，中间层22可具有如下结构：其中，Ru晶粒被不混溶层(immisciblelayer)包围。以下将该结构称为“中间层结构B”。即使在这种结构下，Ru晶粒也可以彼此几乎均匀地分离，从而可以减少磁性粒子的直径分布范围。因此，可以减少介质噪声，从而提高信噪比。

对构成不混溶层的材料没有限制，只要该材料不与Ru或Ru合金混溶即可。优选地，不混溶层由包括Si、Al、Ta、Zr、Y、Ti和Mg中的至少之一以及O、C和N中的至少之一的化合物形成，该化合物例如为SiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、TiO₂、MgO或其它氧化物，或者为Si₃N₄、AlN、TaN、ZrN、TiN、Mg₃N₂或其它氮化物，或者为SiC、TaC、ZrC、TiC之类的碳化物。

中间层22可由包括Ni、Fe、Ni合金、Fe合金、Co和以Co为主要成分的合金其中之一的铁磁材料形成。特别地，由于磁通控制叠层结构18的晶体磁层19和晶体磁层21由Co或以Co为主要成分的合金形成，因此优选地，中间层22由Co或以Co为主要成分的合金形成，这是因为能够获得良好的晶格匹配。

记录层23可由包括Ni、Fe、Ni合金、Fe合金、Co和以Co为主要成分的合金其中之一的铁磁材料形成(以下称为“铁磁连续膜”)。

例如，Fe合金可为FePt，以Co为主要成分的合金可为CoPt、CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M之一，其中Co的原子含量为50％或更多，M代表B、Mo、Nb、Ta、W和Cu中的至少之一。

或者，记录层23可具有如下结构：其中，多个磁性粒子分别由包括Ni、Fe、Ni合金、Fe合金、Co和以Co为主要成分的合金其中之一的铁磁材料形成，且通过不混溶层包围所述磁性粒子以将所述磁性粒子彼此分离。以下将该结构称为“铁磁粒状结构膜”。当记录层23具有铁磁粒状结构膜时，磁性粒子彼此几乎均匀地分离，从而可以减少介质噪声。

这里，以Co为主要成分的合金可具有与上述以Co为主要成分的合金相同的成分。对构成不混溶层的材料没有限制，只要该材料不与磁性粒子混溶即可。优选地，不混溶层由包括Si、Al、Ta、Zr、Y、Ti和Mg中的至少之一以及O、C和N中的至少之一的化合物形成，该化合物例如为SiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、TiO₂、MgO或其它氧化物，或者为Si₃N₄、AlN、TaN、ZrN、TiN、Mg₃N₂或其它氮化物，或者为SiC、TaC、ZrC、TiC之类的碳化物。

记录层23可包括多层。尽管未示出，但是例如，记录层23可包括依次层叠在中间层22上的第一磁层和第二磁层。第一磁层和第二磁层均可为铁磁连续膜或铁磁粒状结构膜。或者，第一磁层和第二磁层其中之一可为铁磁连续膜或铁磁粒状结构膜。

对于包括两个磁层的记录层33，第一磁层和第二磁层均可以变薄，这能够防止在磁性粒子沿膜厚方向生长时第一磁层和第二磁层的磁性粒子的横向扩展，换言之，能够防止磁性粒子的直径增加，从而能够减少介质噪声。

此外，在记录层33中，优选地，第一磁层为铁磁连续膜，第二磁层为铁磁粒状结构膜。由于铁磁连续膜的饱和磁通密度大于铁磁粒状结构膜的饱和磁通密度，因此如果将铁磁连续膜设置为靠近磁头的再现元件，则能够增加再现输出。此外，由于第二磁层的铁磁粒状结构膜中的磁性粒子遵循中间层22的晶粒的排列，因此磁性粒子在膜中均匀地排列，从而能够减少第二磁层的铁磁粒状结构膜中的介质噪声。

此外，由于第一磁层的铁磁连续膜中的磁性粒子遵循第二磁层33a的铁磁粒状结构膜中的磁性粒子的排列，因此磁性粒子在膜中均匀地排列，从而能够进一步减少第一磁层的铁磁连续膜中的介质噪声。

应该注意，记录层33中的磁层数目不限于两个，而可以是三个或更多。

优选地，磁通控制叠层结构18、中间层22和记录层23组合为具有如下结构。具体地，磁通控制叠层结构18的晶体磁层19和晶体磁层21由具有hcp晶体结构的Co或Co-X1合金形成，中间层22具有上述中间层结构A或中间层结构B，以及记录层23具有铁磁粒状结构膜。在这种情况下，优选地，如上所述，铁磁粒状结构膜的磁性粒子可由以Co为主要成分的合金形成。

通过上述组合，中间层22的Ru晶粒在磁通控制层18的晶体磁层21的晶粒21a上生长；进而，记录层23的磁性粒子在中间层22的Ru晶粒上生长。由此，能够减少记录层23的磁性粒子的直径分布范围，能够减少介质噪声，从而能够提高信噪比。

磁通控制层18的晶体磁层19和晶体磁层21的Co(0002)晶面成为生长面，在该生长面上Ru的(0002)晶面以良好的晶格匹配生长。因此，能够改进Ru晶粒的结晶性和晶体排列。进而，Co磁性粒子的(0002)晶面以良好的晶格匹配生长在Ru晶粒的(0002)晶面上。从而能够改进磁性粒子的结晶性和晶体排列。由此，能够改进垂直磁记录介质10的记录层23的磁特性以及垂直磁记录介质10的再现特性。

对保护膜24没有限制。例如，保护膜24的厚度可为0.5nm-15nm，并可由无定形碳、碳氢化物、碳氮化物、氧化铝等形成。

对润滑层25没有限制。例如，润滑层25的厚度可为0.5nm-5nm，并可由具有全氟聚醚主链的润滑剂形成。依据保护膜24的材料，可设置或省略润滑层25。

除上述方法之外，还可通过溅射制造垂直磁记录介质10的上述各层。在溅射过程中，使用由各层的材料制成的溅射靶材，并在惰性气体(例如Ar气)的气氛中进行溅射以沉积膜。在制造各层膜时，为了不使衬叠层结构12的非晶软磁层13和非晶软磁层15晶化，优选地，不加热衬底11。当然，可以将衬底11加热至不使衬叠层结构12的非晶软磁层13和15晶化的温度，或者可以在形成非晶软磁层13和15之前加热衬底11以去除衬底11表面上的水分，然后在冷却衬底11之后形成非晶软磁层13和15。

如上所述，在垂直磁记录介质10中，磁通控制叠层结构18包括晶体磁层19和晶体磁层21，以及位于晶体磁层19和晶体磁层21之间的非磁性耦合层20。由于晶体磁层19和晶体磁层21为晶态，因此能够改进磁通控制叠层结构18上的中间层22和记录层23的结晶性和晶体排列，从而改进记录层23的磁特性和记录再现性能。

此外，由于磁通控制叠层结构18的晶体磁层19和晶体磁层21通过反铁磁交换耦合而耦合，因此从晶体磁层19和晶体磁层21泄漏的磁场彼此抵消。由此，能够减少从磁通控制叠层结构18泄漏的磁场，从而减少由磁通控制叠层结构18引起的噪声，并防止磁头的再现元件检测到噪声。由此，能够在垂直磁记录介质10中进行高密度记录。

此外，由于磁通控制叠层结构18的晶体磁层19和晶体磁层21具有垂直于衬底11表面的易磁化轴，因此来自记录元件的记录磁场被磁通控制叠层结构18垂直吸收，从而能够防止记录磁场的横向扩展，并且防止发生广域磁道擦除现象。

接下来，说明本实施例的垂直磁记录介质的另一实例。

图3为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的另一实例的示意剖视图。

图3所示的垂直磁记录介质为图1所示的垂直磁记录介质10的修改例。

图3中，使用相同的标号表示与前述实例中相同的元件，并省略其重复说明。

图3示出垂直磁记录介质30，其包括：衬底11；以及依次层叠在衬底11上的第一衬叠层结构12、分离层16、第二衬叠层结构31、磁通控制叠层结构18、中间层22、记录层23、保护膜24和润滑层25。

垂直磁记录介质30与垂直磁记录介质10几乎相同，不同点是在分离层16与磁通控制叠层结构18之间设置第二衬叠层结构31。此外，第一衬叠层结构12与图1中的衬叠层结构12具有相同结构，因而使用相同的标号12。

第二衬叠层结构31包括晶体软磁层32和晶体软磁层34，以及位于晶体软磁层32和晶体软磁层34之间的非磁性耦合层33。例如，晶体软磁层32和晶体软磁层34分别由晶体软磁材料形成，并包括多个晶粒32a和34a，晶粒32a和34a经由晶界32b和34b彼此紧密接触。晶粒32a和34a的易磁化轴平行于衬底(在平面内状态)，并在平面内任意取向。

由于第二衬叠层结构31的晶体软磁层32和晶体软磁层34由晶体材料形成，因此能够改进晶体软磁层34上的晶体磁层19的结晶性和晶体排列。

此外，当晶体软磁层32和晶体软磁层34较厚时，晶体软磁层32和晶体软磁层34的结晶性和晶体排列较好，这能够防止由记录磁场引起的磁饱和。从提高记录层23的垂直矫顽力和成核磁场以及改进信噪比的观点出发，优选地，晶体软磁层32和晶体软磁层34的总厚度小于10nm。更优选地，晶体软磁层32和晶体软磁层34的厚度均在1nm-5nm的范围内。当晶体软磁层32和晶体软磁层34的总厚度大于10nm时，记录层23的垂直矫顽力增加过大，并且记录层23的重写特性趋向于下降。但是，即使在这种情况下，如果中间层22的厚度适当减少，也能够防止记录层23的垂直矫顽力增加以及记录层23的重写特性下降。

优选地，晶体软磁层32和晶体软磁层34均由Ni、NiFe和NiFe合金之一形成。当晶体软磁层32和晶体软磁层34由Ni、NiFe或NiFe合金形成时，(111)晶面成为生长面。由此，当晶体软磁层32和晶体软磁层34上设置的晶体磁层19由具有hcp晶体结构的Co或Co-X1合金形成时，能够获得晶体软磁层34与晶体磁层19之间良好的晶格匹配。因此，能够改进晶体磁层19和晶体磁层21的结晶性和晶体排列，从而使得记录磁场更集中，这能够防止发生广域磁道擦除现象。此外，能够改进记录层23的结晶性和晶体排列，并且这能够改进记录层23的磁特性(例如垂直矫顽力)和记录再现性能。

NiFe合金可表示为NiFe-X3，其中添加元素X3可为Cr、Ru、Si、O、N和SiO₂中的一种或多种。通过将添加元素X3添加至NiFe，能够在保持NiFe的晶体结构的同时降低饱和磁通密度。因此，即使当晶体软磁层32和晶体软磁层34的厚度偏离预设值时，也能够防止从晶体软磁层32和晶体软磁层34泄漏磁场，从而减小膜厚偏离的不利影响。

NiFe-O膜和NiFe-N膜可以通过如下方法形成：将O₂气和N₂气添加至惰性气体(例如Ar气)，其在形成晶体软磁层32和晶体软磁层34时用作气氛气体，并利用NiFe溅射靶材来溅射NiFe-O膜或NiFe-N膜。以这种方法，NiFe-O膜或NiFe-N膜成为具有良好的晶粒直径分布的多晶膜。在该方法中，优选地，以2％或更小的体积浓度添加O₂气或N₂气。

非磁性耦合层33可由非磁性过渡金属形成。优选地，非磁性耦合层33可由与图1所示实例中的非磁性耦合层20相同的材料形成，并且其厚度在与非磁性耦合层20相同的范围内。

如果晶体软磁层32的剩余磁化和厚度分别以Mr3和t3表示，晶体软磁层34的剩余磁化和厚度分别以Mr4和t4表示，优选地，晶体软磁层32的剩余磁化和厚度的乘积等于晶体软磁层34的剩余磁化和厚度的乘积，即Mr3×t3＝Mr4×t4。由此，从晶体软磁层32和晶体软磁层34泄漏的磁场彼此抵消，这减少了由第二衬叠层结构31引起的噪声，从而提高了信噪比。此外，当晶体软磁层32和晶体软磁层34具有相同成分时，优选地，它们的厚度相等，即t3＝t4。由此，因为仅控制晶体软磁层32和晶体软磁层34的厚度就足够了，所以容易制造晶体软磁层32和晶体软磁层34。

第二衬叠层结构31在记录操作过程中具有如下功能。来自记录元件的记录磁场经由记录层23被磁通控制层18吸收，并被提供给第二衬叠层结构31。当记录磁场在反方向上时，路径反向。由于第二衬叠层结构31的晶体软磁层34与磁通控制层18的晶体磁层19接触，其界面处的磁阻较低，因此能够防止记录磁场的横向扩展，从而防止记录磁场在记录层23中扩展。因此，能够防止发生广域磁道擦除现象。

通过设置第二衬叠层结构31，能够减少第一衬叠层结构12的非晶软磁层13和非晶软磁层15的厚度。因而，能够进一步防止在第一衬叠层结构12中产生噪声尖峰。

由于磁通控制层18形成在第二衬叠层结构31上，因此晶体软磁层34的结晶性和晶体排列遵循晶体磁层19的结晶性和晶体排列。为此，与图1所示的垂直磁记录介质10相比，磁通控制层18的结晶性和晶体排列更好。

特别地，当晶体软磁层32和晶体软磁层34由Ni、NiFe和NiFe合金之一形成时，优选地，晶体磁层19和晶体磁层21由具有hcp晶体结构的Co或Co-X1合金形成。因此，晶体软磁层34的Ni(111)晶面以良好的晶格匹配生长在晶体磁层19的Co(0002)晶面上。由此，改进了中间层22的结晶性和晶体排列，进而改进了记录层23的结晶性和晶体排列，从而进一步改进了记录层23的磁特性和记录再现性能。

在垂直磁记录介质30中，通过在分离层16与磁通控制叠层结构18之间设置第二衬叠层结构31，能够进一步改进中间层22的结晶性和晶体排列，进而改进记录层23的结晶性和晶体排列，从而进一步改进记录层23的磁特性和记录再现性能。

此外，由于第二衬叠层结构31的晶体软磁层34与磁通控制层18的晶体磁层19接触，因此能够防止广域磁道擦除现象。

图4为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的又一实例的示意剖视图。

本实例中的垂直磁记录介质为图1中的垂直磁记录介质10的修改例。

图4中，使用相同的标号表示与前述实例中相同的元件，并省略其重复说明。

图4示出垂直磁记录介质40，其包括：衬底11；以及依次层叠在衬底11上的第一衬叠层结构12、分离层16、磁通控制层19、中间层22、记录层23、保护膜24和润滑层25。

垂直磁记录介质40与垂直磁记录介质10基本相同，不同点在于省略了磁通控制叠层结构18的非磁性耦合层20和晶体磁层21。此外，本实例中的磁通控制层19由与图1中的晶体磁层19相同的材料形成并具有相同的厚度，因此使用相同的标号19。

在垂直磁记录介质40中，由于磁通控制层19的易磁化轴垂直于衬底，因此来自记录元件的记录磁场经由中间层22和记录层23被垂直吸收到磁通控制层19中。因此，能够防止记录磁场的横向扩展。

特别地，由于磁通控制层19由晶体材料形成，所以能够将磁通控制层19的饱和磁通密度设定为高于非晶材料的饱和磁通密度，从而能够进一步防止记录磁场的横向扩展，并能够防止发生广域磁道擦除现象。

此外，由于磁通控制层19由晶体材料形成，因此能够改进晶体磁层21上的中间层22和记录层23的结晶性和晶体排列。

优选地，磁通控制层19的厚度为2nm-10nm，以获得上述优点以及减少来自再现元件的噪声。

图5为示出根据本发明第一实施例的垂直磁记录介质的再一实例的示意剖视图。

本实例中的垂直磁记录介质为图3中的垂直磁记录介质30的修改例。

图5中，使用相同的标号表示与前述实例中相同的元件，并省略其重复说明。

图5示出垂直磁记录介质50，其包括：衬底11；以及依次层叠在衬底11上的第一衬叠层结构12、分离层16、晶体软磁层32、磁通控制层19、中间层22、记录层23、保护膜24和润滑层25。

垂直磁记录介质50与垂直磁记录介质30基本相同，不同点在于第二衬叠层结构31由晶体软磁层32替代，而磁通控制叠层结构18由磁通控制层19替代。

本实例中的磁通控制层19和晶体软磁层32分别由与图3中的磁通控制层19和晶体软磁层32相同的材料形成，并分别具有与图3中的磁通控制层19和晶体软磁层32相同的膜厚，因此使用相同的标号19、32。

在垂直磁记录介质50中，由于磁通控制层19的易磁化轴垂直于衬底11，因此来自记录元件的记录磁场经由中间层22和记录层23被垂直吸收到磁通控制层19中。因此，能够防止记录磁场的横向扩展。

此外，由于晶体软磁层32形成为与磁通控制层19相邻，所以记录磁场进一步分布在晶体软磁层32中，从而进一步防止记录磁场的分布扩展。

由于能够进一步防止记录磁场的扩展，所以能够防止发生广域磁道擦除现象。

此外，由于晶体软磁层32和磁通控制层19由晶体材料形成，因此能够改进晶体磁层21上的中间层22和记录层23的结晶性和晶体排列。

优选地，晶体软磁层32和磁通控制层19的厚度为2nm-10nm，以获得上述优点以及减少来自再现元件的噪声。

以下提供本实施例的垂直磁记录介质的实例。

实例1

作为本实施例的第一实例，制造如下所述的垂直磁记录介质。本实例的垂直磁记录介质具有与图1的垂直磁记录介质10相同的结构。因此，在下文中，使用与图1相同的标号。括号内的数值表示膜厚。

具体地，本实例的垂直磁记录介质包括如下部件。

衬底11：玻璃衬底；

第一衬叠层结构12，包括：

非晶软磁层13、15：CoNbZr膜(每层膜均为25nm)，以及

非磁性耦合层14：Ru膜(0.6nm)；

分离层16：Ta膜(3nm)；

磁通控制叠层结构18，包括：

晶体磁层19、21：CoCrPtB膜，以及

非磁性耦合层20：Ru膜(0.6nm)；

中间层22：Ru膜(20nm)；

记录层23：为叠层结构，包括位于中间层22上的CoCrPt-SiO₂膜(10nm)和CoCrPtB膜(6nm)；

保护膜24：碳膜(4.5nm)；以及

润滑层25：全氟聚醚(1.5nm)。

制造具有不同厚度的CoCrPtB膜的磁盘，所述CoCrPtB膜用作磁通控制叠层结构18的晶体磁层19、21。具体地，CoCrPtB膜的厚度在1nm-4nm的范围内，厚度间隔(thickness interval)为1nm。为了进行比较，还制造具有与图1中的垂直磁记录介质10几乎相同的结构、但是没有磁通控制叠层结构18的磁盘(比较例)。

实例2

作为本实施例的实例2，制造如下所述的垂直磁记录介质。实例2的垂直磁记录介质具有与图4的垂直磁记录介质50相同的结构。

具体地，实例2的垂直磁记录介质具有与图1的垂直磁记录介质10几乎相同的结构，不同点在于设置晶体磁层19(磁通控制层19)而省略非磁性耦合层20和晶体磁层21。

制造具有不同厚度的CoCrPtB膜的磁盘，上述CoCrPtB膜用作磁通控制层19。具体地，CoCrPtB膜的厚度在2nm-8nm的范围内，厚度间隔为2nm。

实例1、比较例和实例2的垂直磁记录介质以如下方法制成。将清洗后的玻璃衬底11传输至溅射室，并在不加热衬底11的情况下利用DC磁控管形成上述膜(除润滑层25之外)。将Ar气导入溅射室中，并将压强设置为0.7Pa。接下来，通过浸没(immersion)在保护膜24上沉积润滑层25。

图6示出实例1的垂直磁记录介质的磁滞回线。

图6中的磁滞回线是在CoCrPtB膜的厚度为4nm的情况下通过使用克尔效应(Kerr-effect)测量装置而测得的，其中CoCrPtB膜用作实例1中的晶体磁层19和晶体磁层21。

如图6中的磁滞回线所示，在开始时将大小为10kOe的磁场垂直施加于衬底。当磁场降低到0Oe并随后在相反方向进一步增加时，克尔转角增加，并在从-1kOe到-3kOe的范围内表现出最大值。该最大值甚至大于当施加磁场为零(即在剩余磁化状态下)的克尔转角值。图6中的磁滞回线是图1所示的垂直磁记录介质10中磁通控制叠层结构18的典型磁滞回线，但是尚不清楚这种特征的磁滞回线的原因。

图7示出垂直矫顽力与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果。

在图7中，空心方块和空心圆分别表示实例1和实例2中垂直矫顽力的试验结果，实心圆表示比较例的试验结果。

应该注意，对于实例1而言，图7以及随后的图8和图9中的横坐标表示两个晶体磁层的总厚度。

图7揭示当晶体磁层的膜厚大于2nm时，垂直矫顽力上升至5000Oe，或甚至大于5000Oe。

图8示出成核磁场与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果。

与图7类似，在图8中，空心方块和空心圆分别表示实例1和实例2的试验结果，实心圆表示比较例的试验结果。

图8揭示当晶体磁层的膜厚增加时，成核磁场的绝对值增加并变得大于比较例中的值，这表明磁滞回线的垂直度(squareness)良好。

上述试验结果表明通过使用晶体磁层改进了记录层23的磁特性。

图9示出重写特性与晶体磁层的膜厚之间的关系的试验结果。

类似地，在图9中，空心方块和空心圆分别表示实例1和实例2的试验结果，实心圆表示比较例的试验结果。

如图9所示，重写特性降低1dB或2dB。但是，与实例1和实例2相对于比较例的垂直矫顽力的增加相比，重写特性的降低较小。这被认为是归因于记录层晶体排列的改进。

实例3

作为本实施例的实例3，制造如下所述的垂直磁记录介质。本实例的垂直磁记录介质具有与图5的垂直磁记录介质50相同的结构。因此，在下文中，使用与图5相同的标号。括号内的数值表示膜厚。

具体地，本实例的垂直磁记录介质包括如下部件。

衬底11：玻璃衬底；

第一衬叠层结构12，包括：

非晶软磁层13、15：CoNbZr膜(每层膜均为25nm)，以及

非磁性耦合层14：Ru膜(0.6nm)；

分离层16：Ta膜(3nm)；

晶体软磁层32：Ni₈₀Fe₂₀膜(5nm)；

磁通控制层19：CoCrPtB膜(3nm)；

中间层22：Ru膜(20nm)；

记录层23：为叠层结构，包括中间层22上的CoCrPt-SiO₂膜(10nm)和CoCrPtB膜(6nm)；

保护膜24：碳膜(4.5nm)；以及

润滑层25：全氟聚醚(1.5nm)。

实例4

作为本实施例的实例4，制造如下所述的垂直磁记录介质。本实例的垂直磁记录介质具有与图1的垂直磁记录介质10相同的结构。因此，在下文中，使用与图1相同的标号。括号内的数值表示膜厚。

具体地，本实例的垂直磁记录介质包括如下部件。

衬底11：玻璃衬底；

第一衬叠层结构12，包括：

非晶软磁层13、15：CoNbZr膜(每层膜均为25nm)，以及

非磁性耦合层14：Ru膜(0.6nm)；

分离层16：Ta膜(3nm)；

磁通控制叠层结构18，包括：

晶体磁层19、21：CoCr膜(1nm)，以及

非磁性耦合层20：Ru膜(0.6nm)；

中间层22：Ru膜(20nm)；

记录层23：为叠层结构，包括中间层22上的CoCrPt-SiO₂膜(10nm)和CoCrPtB膜(6nm)；

保护膜24：碳膜(4.5nm)；以及

润滑层25：全氟聚醚(1.5nm)。

注意实例3和实例4中的垂直磁记录介质在与实例1相同的条件下制成。

图10为示出实例3和实例4的垂直磁记录介质的特性的表格。

图10示出如下磁特性：垂直矫顽力、成核磁场以及参数α。垂直矫顽力、成核磁场以及参数α是根据克尔转角的磁滞回线算得的，该克尔转角的迟滞回线是通过沿垂直于衬底的方向施加磁场而获得。成核磁场相应于导致磁滞回线的切线处于在所施加磁场为0时的克尔转角的所施加磁场，其中该磁滞回线是在施加使得克尔转角为0的磁场时而获得的。参数α表示在施加使得克尔转角为0的磁场时磁滞回线的倾角(inclination)。

如上所述，在实例3中分别设置Ni₈₀Fe₂₀膜(5nm)和CoCrPtB膜(3nm)来用作晶体软磁层32和磁通控制层19，而在实例4中设置CoCr膜(1nm)/Ru膜(0.6nm)/CoCr膜(1nm)的叠层结构来用作磁通控制叠层结构18。

如图10所示，实例3的磁特性与实例4相比大致相同或者更好，而实例4的信噪比(S/Nt)优于实例3。这揭示了与实例3中从Ni₈₀Fe₂₀膜泄漏的磁场相比，实例4中通过具有反铁磁交换耦合的结构，从磁通控制叠层结构18泄漏的磁场明显减少。

此外，利用市场可以购得的自旋支架(spin stand)和复合磁头测量重写特性和S/Nt，其中该复合磁头具有感应记录元件和巨磁阻(GMR)元件。这里，S代表150kBPI下的平均输出，Nt代表包括介质噪声和器件噪声二者的噪声。

第二实施例

本实施例涉及使用前述实施例的垂直磁记录介质的磁存储装置。

图11为根据本发明第二实施例的磁存储装置的主要部分的示意图。

如图11所示，磁存储装置70包括壳体71，在壳体71内设置有：轮轴(hub)72，其由未示出的心轴(spindle)驱动；垂直磁记录介质73，其可旋转地固定至轮轴72；致动器单元74；臂75，其连接至致动器单元74，且可沿垂直磁记录介质73的径向移动；悬架76；以及磁头78，其由悬架76支撑。

例如，磁头78具有再现头，该再现头具有单极记录头和巨磁阻(GMR)元件。

尽管未示出，但单极记录头包括：主磁极，其由软磁材料形成，并用以将记录磁场施加至垂直磁记录介质73上；旁轭(return yoke)，磁连接至该主磁极；以及记录线圈，用以将记录磁场导向该主磁极以及该旁轭。该单极记录头沿垂直方向将记录磁场从主磁极施加至垂直磁记录介质73上，并在垂直方向上磁化垂直磁记录介质73。

尽管未示出，但再现头具有GMR元件。该GMR元件能够检测垂直磁记录介质73的磁化的磁场泄漏，并根据与检测到的磁场方向相对应的GMR元件的磁阻变化获得记录在垂直磁记录介质73中的数据。应该注意，可使用铁磁隧道结磁阻(TMR)元件代替GMR元件。

在磁存储装置70中，使用前述实施例的垂直磁记录介质作为垂直磁记录介质73。因此，垂直磁记录介质73的信噪比良好且能够防止广域磁道擦除现象。

应该注意，磁存储装置70的配置不限于图11所示的配置，并且磁头78也不限于上述配置。可使用任何公知的磁头。此外，垂直磁记录介质73不限于磁盘，其也可以为磁带。

根据本实施例，能够实现垂直磁记录介质的高密度记录和长期稳定性，并防止广域磁道擦除现象。

尽管以上参照用于用于举例所选择的具体实施例说明了本发明，但应该清楚本发明并不限于这些实施例，而可由本领域的技术人员在不脱离本发明的基本构思和范围的情况下进行许多修改。

Claims (19)

1.一种垂直磁记录介质，包括：

衬底；

软磁衬层，位于该衬底上；

分离层，位于该软磁衬层上，并由非磁性材料形成；

磁通控制层，位于该分离层上；以及

记录层，位于该磁通控制层上，所述记录层具有垂直于该衬底表面的易磁化轴，

其中，该磁通控制层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。

2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中该磁通控制层由具有六角密堆积晶体结构的Co或Co-X1合金形成，其中X1代表Ni、Fe、Cr、Pt、B、Ta、Cu、W、Mo和Nb中的至少之一。

3.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中，

该磁通控制层包括依次层叠在该分离层上的第一磁层、第一非磁性耦合层和第二磁层；以及

该第一磁层和该第二磁层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底的易磁化轴，并且该第一磁层的磁化和该第二磁层的磁化在垂直于该衬底的方向上排列，并通过反铁磁耦合而彼此耦合。

4.如权利要求3所述的垂直磁记录介质，其中该第一磁层和该第二磁层均由具有六角密堆积晶体结构的Co或Co-X1合金形成，其中X1代表Ni、Fe、Cr、Pt、B、Ta、Cu、W、Mo和Nb中的至少之一。

5.如权利要求3所述的垂直磁记录介质，其中该磁通控制层的第一非磁性耦合层由Ru、Cu、Cr、Rh、Ir、Ru合金、Rh合金和Ir合金之一形成。

6.如权利要求3所述的垂直磁记录介质，还包括：

另一软磁衬层，设置于该分离层与该磁通控制层之间；

其中，该另一软磁衬层包括依次层叠在该分离层上的第一软磁层、第二非磁性耦合层和第二软磁层，

该第一软磁层和该第二软磁层由多晶软磁材料形成，该多晶软磁材料的表面内具有易磁化轴，以及

该第一软磁层的磁化和该第二软磁层的磁化在平面内方向上排列并通过反铁磁耦合而彼此耦合。

7.如权利要求6所述的垂直磁记录介质，其中该磁通控制层的第一磁层通过直接生长在该第二软磁层的表面上而形成。

8.如权利要求6所述的垂直磁记录介质，其中，

该另一软磁衬层的第一软磁层和第二软磁层均由Ni、NiFe和NiFe-X3合金之一形成，其中X3代表包括Cr、Ru、Si、O、N和SiO₂之一的非磁性材料。

9.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，还包括：

第三软磁层，设置在该分离层与该磁通控制层之间，所述第三软磁层由多晶软磁材料形成，该多晶软磁材料具有在平面内方向上的易磁化轴。

10.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中该分离层由包括Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg和Pt中的至少之一的非晶非磁性材料形成。

11.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，还包括：

中间层，设置在该磁通控制层与该记录层之间，

其中，该中间层具有六角密堆积晶体结构或面心立方晶体结构。

12.如权利要求11所述的垂直磁记录介质，其中该中间层由包括Ru、Pd、Pt和Ru-X2合金中的至少之一的材料形成，其中X2代表包括Ta、Nb、Co、Cr、Fe、Ni、Mn、O和C之一的非磁性材料。

13.如权利要求11所述的垂直磁记录介质，其中，

该中间层包括多个晶粒，每个晶粒沿垂直于该衬底的方向生长，以及

所述晶粒通过多个间隙或不混溶相而彼此分离。

14.如权利要求13所述的垂直磁记录介质，其中该中间层的每个晶粒由包括Ru和Ru-X2合金中的至少之一的材料形成，其中X2代表包括Ta、Nb、Co、Cr、Fe、Ni、Mn和C之一的非磁性材料。

15.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中，

该记录层由包括Ni、Fe、Ni合金、Fe合金、Co和以Co为主要成分的合金之一的铁磁材料形成。

16.如权利要求15所述的垂直磁记录介质，其中，

该记录层包括多个磁性粒子，每个磁性粒子由包括Ni、Fe、Ni合金、Fe合金、Co和以Co为主要成分的合金之一的铁磁材料形成，以及

所述磁性粒子通过多个间隙或不混溶层而彼此分离。

17.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其中，

该记录层包括依次层叠在该衬底上的第一硬磁层和第二硬磁层，

该第一硬磁层包括多个磁性粒子，每个磁性粒子由以Co为主要成分的合金形成，并且该第一硬磁层中的磁性粒子通过多个间隙或不混溶层而彼此分离，以及

该第二硬磁层为由以Co为主要成分的合金形成的连续膜。

18.如权利要求15所述的垂直磁记录介质，其中所述以Co为主要成分的合金包括CoPt、CoCrTa、CoCrPt和CoCrPt-M之一，其中M代表B、Mo、Nb、Ta、W和Cu中的至少之一。

19.一种磁存储装置，包括：

记录和再现单元，具有磁头；以及

垂直磁记录介质，

其中，该垂直磁记录介质包括：

衬底；

软磁衬层，位于该衬底上；

分离层，位于该软磁衬层上，并由非磁性材料形成；

磁通控制层，位于该分离层上；以及

记录层，位于该磁通控制层上，所述记录层具有垂直于该衬底表面的易磁化轴，

其中，该磁通控制层由多晶铁磁材料形成，该多晶铁磁材料具有垂直于该衬底表面的易磁化轴。

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