CN1484219A - 垂直磁记录介质 - Google Patents

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Abstract

提供一种垂直磁记录介质，具有良好的热稳定性和高的记录密度。垂直磁记录介质至少包括第一和第二垂直磁记录层，和支撑第一和第二垂直磁记录层的基质。第一和第二垂直磁记录层具有不同的物理/磁特性，并由补偿不同物理/磁特性的材料形成。第一和第二垂直磁记录层选自以下各层：用于改进垂直磁性各向异性能(Ku)的层，用于降低晶粒大小的层、用于降低磁畴大小的层、用于增加SNR的层、用于改进信号输出的层、用于降低噪音的层、用于改进晶粒大小均匀性的层，和用于改进磁畴大小均匀性的层。

Description

垂直磁记录介质
技术领域
本发明是关于一种垂直磁记录介质，尤其是关于具有高热稳定性和高记录密度的垂直磁记录介质。
技术背景
在广泛用作数据储存装置的硬盘驱动器(HDD)中，使用垂直磁记录方法，以增加记录密度及其容量。在垂直磁记录方法中，使磁化垂直定向于记录介质的膜面，以增加记录介质的记录密度。此外，为了增加垂直磁记录介质的热稳定性和记录密度，介质的几个关键特征应满足诸如强大的垂直磁性各向异性能，超过10e6erg/cc，较小的平均粒径，狭窄的晶粒大小分布，和小的磁畴的特性。
在通常的垂直磁记录介质中，当垂直磁记录的各向异性能增加时晶粒或磁畴增大。同样，晶粒或磁畴减小，垂直磁记录的各向异性能减小。
图1表示通常的垂直磁记录介质的层结构。图2表示通常具有双磁层的垂直磁记录介质层结构。
参照图1和2，两种通常的垂直磁记录介质具有垂直定向的底层102和软磁层202，分别设置在垂直磁记录层103和203之下。
更具体地，如图1所示，垂直定向底层102设置在基质101的上表面上，而垂直磁记录层103设置在垂直定向底层102上。在垂直磁记录层103上设置保护层104，以保护垂直磁记录层103。之后，将润滑层105设置在保护层104上，以保护垂直磁记录层103，保护层104免遭数据书写/读取磁头滑块的碰撞，并引起磁头滑块圆滑滑动。
参照图2，具有双磁记录层的通常垂直磁记录介质具有软磁层202，以取代图1中的垂直定向底层102。软磁层202在基质201上形成。将垂直磁记录层203设置在软磁层202上。在垂直磁记录层203上相继形成保护层204和润滑层205。
两种通常记录介质中的每一个都具有垂直磁记录层。垂直磁记录层是由具有大的垂直各向异性能(Ku)的材料形成，以保证高密度记录时所要求的高热稳定性。然而，具有大的垂直各向异性能的材料，却提供了大的晶粒和大的磁畴，并产生大的噪音，因此无助于获得高密度记录。同时，若使用具有小晶粒和小磁畴的材料，可获得具有优良信号对噪音比率(SNR)的高密度记录，但由于其小的垂直磁性各向异性能(Ku)，不能确保热稳定性。
发明简要
本发明提供一种垂直磁记录介质，它通过增加垂直磁性各向异性能和减小晶粒和磁畴而获得增加的记录密度。
根据本发明的一个方面，提供的垂直磁记录介质，包括至少2个垂直磁记录层和支承垂直磁记录层的基质。每一个垂直磁记录层都具有不同的物理性/磁性，并由可补偿不同的物理性/磁性的其他层的材料所形成。
在垂直磁记录介质中，垂直磁记录层可选自以下层：用于改进垂直磁性各向异性能(Ku)的层，用于减小晶粒大小的层，用于减小磁畴大小的层、用于增加SNR的层，用于改进信号输出的层，用于减小噪音的层，用于改进晶粒大小均匀性的层，和用于改进磁畴大小均匀性的层。
根据垂直磁记录介质的一个实施方案，包括有第一和第二垂直磁记录层。第一垂直磁记录层的晶粒小于第二垂直磁记录层的晶粒，而第二垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)大于第一垂直磁记录层的垂直磁各向异性能。
根据垂直磁记录介质的另一个实施方案，包括有第一和第二垂直磁记录层。第一垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)大于第二垂直磁记录层，并使用第二垂直磁记录层降低噪音。
根据垂直磁记录介质的再一个实施方案，使用一个垂直磁记录层改进垂直磁性各向异性能(Ku)，使用另一个垂直磁记录层降低晶粒大小。或者，利用一个垂直磁记录层改进垂直磁性各向异性能(Ku)，使用另一个垂直磁记录层减小磁畴的大小。或者，使用一个垂直磁记录层改进垂直磁性各向异性能(Ku)，使用另一个垂直磁记录层增加晶粒大小的均匀性。或者，使用一个垂直磁记录层改进信号输出，而使用另一个垂直磁记录层降低噪音。或者，第一垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)大于第二垂直磁记录层。
在垂直磁记录介质中，垂直磁记录层或者具有晶体结构，或者具有非晶体结构。或者，第一和第二垂直磁记录层中的一个具有晶体结构，而另一个垂直磁记录层具有非晶体结构。
两个垂直磁记录层具有相互物理性分开或相互物理性连接的磁畴。或者，第一和第二垂直磁记录层中的一个具有相互物理性分开的磁畴，而另一个垂直磁记录层具有相互物理性连接的磁畴。
附图主要说明
参照以下附图，详细描述实施方案，会进一步清楚本发明的上述或其他特征和优点。
图1表明具有单磁层的普通垂直磁记录介质层结构。
图2表明具有双磁层的普通垂直磁记录介质层结构。
图3表明本发明第一实施方案的具有单磁记录层的垂直磁记录介质层结构。
图4表明本发明第一实施方案的具有双磁记录层的垂直磁记录介质层结构。
图5表明本发明第二实施方案的具有单磁记录层的垂直磁记录介质层结构。
图6表明本发明第二实施方案的具有双磁记录层的垂直磁记录介质层结构。
图7表明图3中的垂直磁记录介质的层结构，其中，使用特定材料以形成其组成层。
图8表明本发明垂直磁记录介质2，3和普通垂直磁记录介质1的磁滞回线。
图9表明本发明垂直磁记录介质2，3中每一个和普通垂直磁记录介质1之间的垂直各向异性能(Ku)和矫顽力(Hc)的曲线图。
图10表明本发明垂直磁记录介质2的光谱分析结果的曲线图。
图11表明本发明垂直磁记录介质3的光谱分析结果的曲线图。和
图12表明本发明垂直磁记录介质的SNR的测量结果的曲线图。
发明的详细说明
图3中示出了根据本发明第一实施方案的具有单磁记录层的垂直磁记录介质。参照图3，在基质301上沉积垂直定向底层302。在垂直定向底层302上依次形成第一和第二垂直磁记录层303，304。第一垂直磁记录层303是通过沉积降低噪音的材料而形成。第二垂直磁记录层304是通常沉积具有高垂直磁性各向异性能的材料而形成，以改进热稳定性。在第二垂直磁记录层304上形成保护层305和润滑层306。
图4中示出了根据本发明第一实施方案的具有双磁记录层的垂直磁记录介质。参照图4，在基质401上沉积软磁层402，并在软磁层402上形成垂直定向底层403。在垂直定向底层403上依次形成第一和第二垂直磁记录层404和405。第一垂直磁记录层404是通过沉积降低噪音的材料而形成。第二垂直磁记录层405是通过沉积具有高垂直磁性各向异性能的材料而形成，以改进热稳定性。在第二垂直磁记录层405上，依次形成保护层406和润滑层407。
图5中示出了根据本发明第二实施方案的具有单磁记录层的垂直磁记录介质。参照图5，将垂直定向底层502放在基质501上。第一和第二垂直磁记录层503，505置于垂直定向底层502上。在第一和第二垂直磁记录层503和505之间，设置用于改进第二垂直磁记录层505特性的中间层504。在第二垂直磁记录层505上，形成保护层305和润滑层306。
图6中示出了根据本发明的第二实施方案的具有双磁记录层的垂直磁记录介质。参照图6，在基质601上沉积软磁层602，在软磁层602上形成垂直定向底层603。在垂直定向底层603上相继形成第一垂直磁记录层604，中间层605、和第二垂直磁记录层606。通过沉积能改进第二垂直磁记录层606的物理性/磁性特征的材料而形成中间层605，在第二垂直磁记录层606上依次形成保护层607和润滑层608。
图7示出了图3的垂直磁记录介质，其中由特定材料形成其组成层。参照图7，在基质701上形成Ti的垂直定向底层702，以改进第一和第二垂直磁记录层703和704的定向。通过沉积CoCrNbPt形成第一垂直磁记录层703，通过沉积CoCrBPt形成第二垂直磁记录层704。在第二CoCrBPt垂直磁记录层704上通过沉积碳一类的金刚石(DLC)以形成保护层705。在DLC保护层705上形成润滑层。
图8示出了根据图7的实施方案制备的垂直磁记录介质，和普通垂直磁记录介质的磁滞回线。
参照图8，标号1表示具有“DLC/CoCrNbPt/Ti/基质”层结构的普通垂直磁记录介质的磁滞回线。标号2和3表示具有“DLC/CoCrBPt/CoCrNbPt/Ti/基质”层结构的垂直磁记录介质磁滞回线。与普通的记录介质1相比，本发明的记录介质2和3，每一种在DLC保护层和CoCrNbPt垂直磁记录层之间具有CoCrBPt层。根据本发明的记录介质2和3，其差异在于第二CoCrBPt垂直磁记录层对第一CoCrNbPt垂直磁记录层，其厚度的比率彼此是不同的。
正如图8所示，根据本发明的垂直磁记录介质，具有在CoCrNbPt垂直磁记录层上沉积有高垂直磁性各向异性能的CoCrBPt垂直磁记录层，所以具有明显增加的矫顽力(Hc)，及明显增加的垂直度。
图9是表示具有“DLC/CoCrNbPt/Ti/基质”层结构的普通垂直磁记录介质1和具有“DLC/CoCrBPt/CoCrNbPt/Ti/基质”层结构的本发明垂直磁记录介质2和3的垂直各向异性能(Ku)和矫顽力(Hc)的曲线图。
参照图9，本发明垂直磁记录介质2和3的垂直各向异性能(Ku)和矫顽力(Hc)高于普通的垂直磁记录介质1。这就表明大大增加了热稳定性。
图10和11是表示对本发明垂直磁记录介质2和3，就其记录密度(kFCl)所进行的光谱分析的曲线图。从图10和11中可知能获得900kFCl或更大的记录密度，并能获得优良的输出。
图12是表示本发明垂直磁记录介质1和2，及具有高SNR的普通垂直磁记录介质3的SNR值曲线图。如图12所示，所有的三种记录介质1，2和3，在记录密度为500kFCl或更大时都具有正的SNR值，本发明的记录介质1和2具有与产生低噪音的普通记录介质3有相同的SNR值。
在根据本发明的垂直磁记录介质中，第一和第二垂直磁记录层都可以由选自以下合金中至少一种合金形成：CoCr合金、NiFe合金、FePt合金、Fe合金、Co合金、Ni合金、Pd合金、Pt合金、和至少含有Nd、Pd、Ru、B和Nb中一种材料的合金。在基质和一对第一和第二垂直磁记录层之间，至少设置一种底层。底层是由含有选自Pt、Au、Ag、Pd、Ti、Ta、B、Nb、Co、Fe、Ni、Cu、Mo、Ru、Ta、C、氧化物、和Si中的一种材料或至少2种材料的合金所形成。
或者，第一和第二垂直磁记录层都可以由CoCrPt合金或CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O或C)合金所形成。然而，第一垂直磁记录层含有10％或更多的Pt，而第二垂直磁记录层含有10％或更少的Pt。
作为另一个可选择的第一和第二垂直磁记录层可分别由CoCrPt合金和CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O或C)合金形成。作为又一种形式，第一和第二垂直磁记录层可分别由CoCrNbPt合金和CoCrBPt合金形成。
作为再一个选择形式，第一和第二垂直磁记录层可分别由CoCrPt合金和CoCrBPt合金所形成。另外，第一和第二垂直磁记录层可分别由CoCrPt合金和CoCrNbPt合金形成。
第一和第二垂直磁记录层可由含有Co、Cr和Pt的合金形成。另外，第一和第二垂直磁记录层中的一个可由含有CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O和C)的合金形成。优选地，第一和第二垂直磁记录层的每一个的厚度为50nm或更小，第一和第二垂直磁记录层的总厚度为200nm或更小。
第一和第二垂直磁记录层都具有晶格匹配的结构。或者，第一和第二垂直磁记录层中一个具有晶格匹配结构，而另一个具有晶格失配的结构。
在上述的实施方案中，将第二垂直磁记录层设置在第一垂直磁记录层上。然而，也可将第一垂直磁记录设置在第二垂直磁记录层上。只要在所附权利要求中没有提出附带条件，也可以将第一和第二垂直磁记录层的堆积次序看作是第二和第一垂直磁记录层的依次堆积。
根据本发明的垂直磁记录介质仍具有良好的热稳定性和高的SNR，这是普通垂直磁记录介质的优点，此外可适宜于超高密度的记录。
本发明在参照列举的实施方案下具体地表示和描述，对于本技术领域中的人员，应当理解在不偏离由以下权利要求限定本发明的范围和精神下可作的各种形式和细节的变化。

Claims (32)

1.一种垂直磁记录介质包括：
至少第一和第二垂直磁记录层，和支撑第一和第二垂直磁记录层的基质，
特征是第一和第二垂直磁记录层具有不同的物理/磁特性，并由补偿不同物理/磁特性的材料所形成。
2.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层选自以下各层：用于改进垂直磁性各向异性能(Ku)的层，用于降低晶粒大小的层，用于降低磁畴尺寸的层、用于增加SNR的层，用于改进信号输出的层，用于降低噪音的层、用于改进晶粒大小均匀性的层，和用于改进磁畴大小均匀性的层。
3.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层的晶粒小于第二垂直磁记录层的晶粒，第二垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)高于第一垂直磁记录层。
4.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)高于第二垂直磁记录层，并使用第二垂直磁记录层降低噪音。
5.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，利用第一和第二垂直磁记录层中的一个以改进垂直磁性各向异性能(Ku)，并利用另一个垂直磁记录层降低晶粒大小。
6.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，利用第一和第二垂直磁记录层中的一个改进垂直磁性各向异性能(Ku)，利用另一个垂直磁记录层降低磁畴大小。
7.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，使用第一和第二垂直磁记录层中的一个以改进垂直磁性各向异性能(Ku)，利用另一个垂直磁记录层增加晶粒大小的均匀性。
8.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，利用第一和第二垂直磁记录层中的一个以改进信号输出，利用另一个垂直磁记录层以降低介质噪音。
9.根据权利要求1的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层的垂直磁性各向异性能(Ku)高于第二垂直磁记录层。
10.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，垂直磁记录层具有晶体结构。
11.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，垂直磁记录层具有非晶体结构。
12.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层中的一个具有晶体结构，而另一个垂直磁记录层具有非晶体结构。
13.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，垂直磁记录层具有彼此物理性分开的磁畴。
14.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，垂直磁记录层具有彼此物理性连接的磁畴。
15.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层中的一个具有彼此物理性分开的磁畴，而另一个垂直磁记录层具有彼此物理性连接的磁畴。
16.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者，在磁粒子之间都具有微弱的交换偶合。
17.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层中的一个，在磁粒子之间具有微弱的交换偶合，而另一个在磁粒子之间具有强的交换偶合。
18.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者都是由选自以下的至少一种合金形成：CoCr合金、NiFe合金、FePt合金、Fe合金、Co合金、Ni合金、Pd合金、Pt合金、和含有选自Nd、Pd、Ru、B和Nb中的至少一种材料的合金。
19.根据权利要求1-9中任一项的垂直磁记录介质，特征是，在基质和第一和第二垂直磁记录层中之一的一个层之间，至少设置一个底层。
20.根据权利要求14的垂直磁记录介质，特征是，底层是由含有选自以下的一种材料或至少2种材料的合金所形成：Pt、Au、Ag、Pd、Ti、Ta、B、Nb、Co、Fe、Ni、Cu、Mo、Ru、Ta、C、氧化物和Si。
21.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者都是由CoCrPt合金或CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O或C)合金所形成，第一垂直磁记录层含有10％或更多的Pt，而第二垂直磁记录层含有10％或更少的Pt。
22.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层由CoCrPt合金形成，而第二垂直磁记录层由CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O或C)合金形成。
23.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层由CoCrNbPt合金形成，而第二垂直磁记录层由CoCrBPt合金形成。
24.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层由CoCrPt合金形成，而第二垂直磁记录层由CoCrBPt合金形成。
25.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一垂直磁记录层由CoCrPt合金形成，而第二垂直磁记录层由CoCrNbPt合金形成。
26.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者都由CoCrPt合金形成，但是，对于第一垂直磁记录层的CoCrPt组成不同于第二垂直磁记录层的CoCrPt的组成。
27.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者都是由含有Co、Cr、和Pt的合金所形成。
28.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层中的一个是由含有CoCrPtX(X＝B、Nb、Ta、O和C)的合金所形成。
29.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层的每一个的厚度为50nm或更小。
30.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层的总厚度小于200nm。
31.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层两者都具有晶格匹配结构。
32.根据权利要求1-4中任一项的垂直磁记录介质，特征是，第一和第二垂直磁记录层中的一个具有晶格匹配结构，而另一个垂直磁记录层具有晶格失配结构。
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