KR102031287B1

KR102031287B1 - 높은 자기 포화도 및 이방성 필드 특성들을 갖는 얇은 안정화층을 갖춘 기록 매체

Info

Publication number: KR102031287B1
Application number: KR1020147020436A
Authority: KR
Inventors: 보 비안; 웨이캉 센; 펑청 리; 미아오겐 루; 코니 춘링 리우; 토마스 놀란
Original assignee: 시게이트 테크놀로지 엘엘씨
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2019-10-11
Also published as: US10002632B2; CN104054128A; JP6129869B2; SG11201403399VA; TWI601133B; KR20140107562A; JP2015503817A; TW201342371A; WO2013096670A1; CN104054128B; US20130163118A1

Abstract

향상된 자기 안정성을 갖는 수직 기록 매체(102, 200, 300)가 기재된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 멀티-층 기록 구조(204, 304, 306, 308)는 베이스 기판(202, 302) 상에 형성되고, 상기 층들에 실질적으로 수직인 도메인들에 자기 비트 시퀀스를 자기적으로 저장하도록 구성된다. 얇은 자기 안정화층(206, 310)은 기록 구조의 상부 부분을 자기적으로 안정화시키도록 멀티-층 기록 기판 상에 형성된다.

Description

높은 자기 포화도 및 이방성 필드 특성들을 갖는 얇은 안정화층을 갖춘 기록 매체{RECORDING MEDIUM WITH THIN STABILIZATION LAYER HAVING HIGH MAGNETIC SATURATION AND ANISOTROPIC FIELD CHARACTERISTICS}

일반적으로, 본 발명의 다양한 실시예들은 향상된 자기 안정성을 갖는 수직 기록 매체에 관련된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 멀티-층 기록 구조는 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 층들에 실질적으로 수직인 도메인들에 자기 비트 시퀀스를 자기적으로 저장하도록 구성된다. 얇은 자기 안정화층은, 기록 구조의 상부 부분을 자기적으로 안정화시키도록 멀티-층 기록 기판 상에 형성된다.

다양한 실시예들의 이들 및 다른 특성들, 및 이점들은 후속하는 상세한 설명 부분 및 첨부된 도면들의 검토로 이해될 수 있다.

도 1은 몇몇 실시예들에 따른 데이터 저장 시스템의 개략도이다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른 도 1의 데이터 저장 매체를 도시한다.
도 3은 몇몇 실시예들에 따른 도 1의 데이터 저장 매체를 도시한다.
도 4는 상단층에서 높은 붕소(B) 및 낮은 붕소 함량(content)을 각각 갖는 매체들의 고 주파수 진폭(HFA) 응답의 그래프 도면이다.
도 5는, 도 4의 매체 구성들에 대한 비트 에러율(BER) 및 정규화된 비트 에러율(BERn)의 그래프 도면이다.
도 6은 비교적 낮은 붕소(B) 함량, 및 비교적 낮은 붕소(B) 함량과 비교적 더 높은 백금(Pt) 함량을 갖는 얇은 상단층을 갖는 각각의 매체들에 대한 자기 보자력(magnetic coercivity)(Hc)의 그래프 도면을 제공한다.
도 7은, 도 6의 각각의 매체들에 대한 자기 공명 토포그래피(magnetic resonance topography)(Mrt) 응답의 그래프 도면이다.
도 8은 자기소거 필드(demagnetization field)의 개략적 표현이다.
도 9는 비교적 낮은 붕소(B) 함량을 갖는 매체들에 대한 측선 소거(side-track erase)(STE) 성능의 그래프 도면을 도시한다.
도 10은 비교적 낮은 붕소(B) 함량과 비교적 더 높은 백금(Pt) 함량을 갖는 매체들에 대한 STE 성능의 대응하는 그래프 도면을 제공한다.

수직 기록 시스템에서, 자기 시퀀스는, 매체의 이동 방향에 일반적으로 수직인 방향으로(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 "수평" 기록층들에 수직인 "수직" 방향으로), 연장하는 자기 도메인들을 갖는 매체의 기록 구조로 기입된다.

고 밀도 수직 기록 매체들은, 작은 클루스터 사이즈를 유지하기에 충분한 측면 교환 커플링; 이방성 자기 필드 강도(Hk)의 그레인-투-그레인(grain-to-grain) 균일성 및 협소한 스위칭 필드 분포(SFD)를 갖기 위한 교환; 열 안정성을 인에이블(enable)하고 높은 그래디언트 기록 헤드와의 호환성을 보장하기에 충분한 높은 자기 이방성; 기입 헤드에 의한 기입능력을 인에이블하기에 충분히 낮은 스위칭 필드 강도와 같은 수 개의 자기 속성들의 면밀한 제어 및 밸런스를 요구할 수 있다.

몇몇 수직으로 기록하는 기록 매체들은, 높은 Hk 및 낮은 교환을 갖는 산화물계 과립형(granular) 하단 자기층, 및 교환 커플링을 조정하고 SFD를 감소시키며 기입능력을 개선하기 위한 하단 자기층 위의 연속 자기층들을 이용한다. 낮은 잡음 및 균일한 교환을 유지하기 위해, 붕소(B)와 같은 비교적 높은 함량의 세그리게이트(segregate)들이 상단 자기층에 적용될 수도 있다. 일반적으로 동작가능한 동안, 더 높은 함량의 세그리게이트들은 적층 장애들과 같은 결함들을 도입할 수 있고, 이는 차례로 Hk 및 Ms를 감소시킬 수 있으며, Hk 균일성 및 SFD를 저하시킬 수 있다.

기록 밀도를 지속적으로 증가시키는 경우, 유사한 값의 비트에서의 자기 입자들의 수를 유지하기 위해 더 작은 그레인 구조들을 제공하는 것이 바람직하다. 더 작은 그레인 구조들은, 그레인들 내의 이방성 변화들과 같은 비-균일성들에 대해 더 민감해지고, 열 안정성을 유지하기 위해 더 높은 이방성을 또한 요구하는 경향이 있는데, 따라서, 기입능력을 불량하게 한다. 따라서, 개선된 비트 에러율(BER), 기입 능력 및 열 안정성을 갖는 매체들에 대한 당업계의 요구가 존재한다.

따라서, 일반적으로, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 인접한 기록층을 안정화시키기 위해 높은 자기 포화도(Ms) 및 이방성 필드(Hk) 특성들을 갖는 연속 상단 자기층을 갖춘 데이터 기록 매체에 관련된다. 상단 자기층은 경성 자기(hard magnetic) 재료로 된 비교적 얇은 층일 수도 있다. 이러한 층은, 매체의 BER 및 열 안정성 성능을 향상시키도록 동작가능하다.

본 발명에 따라 포맷(format)된 몇몇 타입들의 기록 매체들은 가열 자기 기록(heat assisted magnetic recording)(HAMR) 시스템에서 사용하기에 특히 적절하지만, 그것은 단지 예시적이며 제한하는 것은 아니다. 다른 애플리케이션들에서, 본 명세서에서 구현된 것과 같은 기록 매체들은, ECC+CGC 수직 기록 매체들과 같은 비-HAMR 기록 시스템들에 대해 적절할 수 있다. 단일 디스크 설계들 또는 멀티-디스크 설계들이 사용될 수 있다.

다양한 실시예들의 이들 및 다른 특성들은, 예시적인 데이터 저장 시스템(100)의 양상들을 표현하는 도 1의 검토로 시작하여 이해될 수 있다. 시스템(100)은 회전가능한(rotatable) 데이터 기록 매체(102) 및 인접한 데이터 트랜스듀서(104)를 포함한다. 데이터 트랜스듀서(104)는 가열 자기 기록(HAMR)을 이용하는 것을 특징으로 하지만, 이는 단지 예시적이며 제한하는 것은 아니다.

일반적으로, 매체(102) 및 트랜스듀서(104)는 하드 디스크 드라이브(HDD), 또는 다수의 축방향으로 배열된 기록 매체들(디스크들)인 다른 데이터 저장 디바이스 내로 포함될 수도 있고, HAMR 데이터 트랜스듀서들은 호스트 디바이스로부터의 사용자 데이터를 판독하고 기입하기 위해 사용된다.

몇몇 실시예들에서, 데이터는, 매체의 표면(106)을 따라 정의된 다수의 동심 트랙들(도시되지 않음)을 따라 매체(102) 상에 저장된다. 데이터는 트랙들을 따라 고정된 사이즈의 어드레스가능 사용자 데이터 섹터들의 형태로 저장될 수도 있다. (에어 베어링 표면(108)과 같은) 수력학적(hydrodynamic) 특성들은, 매체(102)의 회전 동안 설정되는 대기 흐름들에 의해 트랜스듀서가 매체 표면(106)에 매우 근접하게 유동적으로(fluidically) 지원될 수 있게 하기 위해, 트랜스듀서(104)의 대면하는 표면 상에 프로비저닝(provision)될 수도 있다.

데이터 트랜스듀서(104)는 판독(R), 기입(W), 및 광 소스(L) 엘리먼트들(110, 112 및 114)을 각각 포함하는 것으로 도시된다. 판독 엘리먼트(110)는 자기-저항(MR) 센서의 형태를 취할 수도 있다. 기입 엘리먼트(112)는 기입 코일 및 하나 또는 그 초과의 자기적으로 투과가능한 코어들을 포함할 수도 있다. 광 소스(114)는 레이저 다이오드 또는 다른 방사 빔 소스의 형태를 취할 수도 있다.

판독 동작 동안, 판독 엘리먼트(110)는 선택된 트랙의 부분을 따라 매체(102)에 기입된 자화(magnetization) 시퀀스를 감지하도록 동작한다. 기입 동작 동안, 광 소스 엘리먼트(114)는 매체의 온도를 로컬적으로 증가시키기 위해, 회전하는 매체(102) 상에 고 전력 조사(irradiation) "도트"를 프로젝팅하며, 기입 엘리먼트(112)는 원하는 자화 시퀀스를 기입하기 위해 매체의 가열된 부분들 내로 자기 플럭스를 지향(direct)시킨다. 트랜스듀서(104)는 액추에이터 암(actuator arm)(116)에 의해 지지되며, 그 액추에이터 암은, 서보 제어 시스템(도시되지 않음)에 응답하여, 요구된 경우 각각의 엘리먼트들(110, 112 및 114)을 디스크 표면(106)에 인접하게 방사상으로 위치시킨다.

도 1에 표현된 시스템이 비-HAMR 애플리케이션에 대해 용이하게 적응될 수 있음이 인식될 것이며, 이 경우, 레이저 엘리먼트(114)가 생략된다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 매체들의 포뮬레이션(formulation)들이 ECC+CGC 수직 기록 매체들과 같은 광범위하게 다양한 비-HAMR 매체들에서 사용하기에 적절하다는 것이 발견된다. 도 2는, 도 1에서 상술된 바와 같은 데이터 저장 시스템에 유용한 예시적인 기록 매체(200)의 다양한 층들의 개략도이다. 다른 매체 구성들이 용이하게 사용될 수 있다. 도 2가 속성상 기능적이고 실척에 맞게 도시되지 않으므로, 도 2에 도시된 개별적인 층들 각각이 그 자신의 개별적인 두께를 가질 수도 있음이 인식될 것이다.

베이스 기판(202)은 매체(200)에 대해 기계적 지지를 제공한다. 기록 구조(204)는 베이스 기판(202)상에 형성된다. 기록 구조(204)는 도 1의 트랜스듀서(104)와 같은 트랜스듀서로부터 데이터를 저장하도록 동작한다. 기록 구조(204)는, 기판 상에 스퍼터링(sputter)된 연성 자기 하부층(SUL), 수직 방향으로 자화 용이축(magnetic easy axis)을 설정하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 인터층(interlayers)(IL)들, 및 하나 또는 그 초과의 기록층(RL)들을 포함하는 다수의 층들을 포함할 수도 있다. 인터층들은, 후속하여 증착되는 기록층들에 그레인 분리(separation)를 유도하기 위해 높은 표면 조도(roughness)를 갖는다. 다수의 기록층들은, 비교적 더 높은 자화, 이방성 및 교환 커플링 레벨들을 갖는 하위 층들 및 더 연성의 자화 및 이방성을 갖는 상부층들을 제공받을 수도 있다. 기록층들은 의도된 비트 밀도에 대해 충분한 그레인 분리를 가질 것이다. 임의의 적절한 기록 구조 구성이 원하는 경우 사용될 수 있다.

얇은 경성 연속 자기층(206)은 기록 구조(204) 상에 형성된다. 안정화층으로 본 명세서에서 종종 지칭되는 이러한 층(206)은, 몇몇 실시예들에서, 기록 구조(204)의 전체 두께보다 상당히 더 얇을 수도 있으며, 예컨데, 두께의 1/10이거나 이보다 더 얇다. 몇몇 실시예들에서, 층(206)은 대략 15 옹스트롬(A) 미만일 수도 있고, 약 600 eμ/cm²보다 더 큰 자기 포화도(Ms) 및 약 15,000 에르스텟(Oresteds)(Oe)보다 더 큰 이방성 필드 강도(Hk)들의 값들을 가질 수도 있다. 일반적으로, 층(206)은, 기록층들의 상단 부분에 높은 레벨의 교환 커플링을 제공함으로써, 기록층들의 상단 부분을 안정화시키도록 동작한다. 원하는 경우, 탄소 오버코트층(COC)(208)이 마모 및 부식 보호를 위해 자기층(206) 상단 상에 형성될 수도 있고, 얇은 윤활층(210)이 COC층에 적용될 수도 있다.

도 3은 다른 실시예들에 따른 기록 매체(300)의 단면도를 도시한다. 층들은 일반적으로 대표적(representational)이며, 반드시 실척에 맞게 도시된 것은 아니다. 층들은 기판(302), SUL(304), IL(306), RL(308), 안정화층(310), COC(312) 및 윤활류(314)를 포함한다. 안정화층(예를 들어, 층들(208, 310))은 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 안정화층은 낮은 붕소(B) 함량 및 비교적 높은 백금(pt) 함량을 제공받는다. 그러한 구성들은 Ms 및 Hk 레벨들을 상당히 증가시키는 것으로 발견된다.

도 2 및 도 3에 도시된 예시적인 구조들에 관해, 기판은, 자기 기록 매체에 대해 적절한 임의의 기판일 수 있으며, Al 및 유리를 포함한다. 연성 자기 하부층(SUL)은 기판 상으로 스퍼터링될 수도 있다. 인터층(들)(IL)은 필름 평면에 수직인 자화 용이축으로, 자기층에서 hcp(0002)의 성장을 유도하기 위해 결정질 배향 베이스를 설정한다. 또한, 인터층(들)은 후속하여 증착되는 자기층들에 그레인 분리를 유도하기 위해 높은 표면 조도를 설정한다. 상술된 바와 같이, 자기 기록층들은, 가장 양호한 기록 성능을 위해 3개 또는 그 초과의 층들(과립형 하단 자기층들, 과립형 중간층 및 상단 연속 자기층들)을 포함할 수도 있다. 오버코트는 탄소층이다.

신호-대-잡음 비(SNR)는 진보된 수직 기록 매체들에 대한 중요한 파라미터일 수 있다. 일반적으로, 매우 얇은 필름에서 높은 신호를 갖는 것이 바람직하다. 더 높은 신호는, 자기층의 상단에서 재료의 포화 자화(Ms)를 증가시키고, 대응적으로, 신호를 제공하는 프린징(fringe) 자기 필드를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 종래 기술의 자기 기록 시스템들은, Co 및 Cr을 포함하는 상단 자기층 합금을 포함하는 매체들을 일반적으로 이용하고, 다른 엘리먼트들은, 자기층에서 자기 그레인들을 격리시키고, 잡음을 감소시키며, 특정한 이방성 필드(Hk) 및 이방성 에너지(Ku)를 제공하기 위해 Pt 및 B를 종종 포함한다.

바람직하지 않게, Cr 및 B 중 일부는, 자기 그레인들에서 잔류하고, Ms를 500 emu/cc 아래까지 감소시키며, 대응적으로 자기층의 신호 출력을 감소시킨다. Ms는 보호용 오버코트와의 상호작용에 의해 추가적으로 저하될 수 있다. 보상하기 위하여, 충분한 신호를 제공하기 위해 더 두꺼운 자기층들이 요구된다. 또한, 자기층으로의 Cr 및 B의 부가는 열 안정성을 위해 자기 이방성, 즉 Ku를 일반적으로 감소시켜서, 더 두꺼운 필름들을 요구한다. Co-합금 층들의 성장 방향이 매체들의 수직인 {0002}방향을 따르므로, B 부가를 갖는 매체들은 종방향의 매체들과 비교하여, 높은 Ms 및 높은 Hk 상단 자기층들을 성장시키는 것을 매우 어렵게 하는 더 많은 결함들 및 적층 장애들을 포함한다.

연속 상단 자기층에서 B 함량을 감소시키는 것이 동일한 상단 자기층 두께를 갖는 기록 매체들의 고 주파수 진폭(HFA)을 상당히 증가시킬 수 있다는 것이 본 발명의 발명자들에 의해 발견된다. 도 4는 비교적 낮은 B 함량 및 비교적 높은 B 함량을 갖는 상이한 예시적인 매체들에 대한 HFA 응답 플롯을 제공한다.

도 4에 의해 도시된 바와 같이, 낮은 B 함량 상단 자화 두께에 대해 HFA가 증가한데 반해, 높은 함량 상단 자화 두께의 HFA는 감소한다. 이것은, 이들 2개의 상단 자기층들의 Ms의 차이에 관련된 것으로 믿어진다. 이들 2개의 상단 자기층들에서 Cr 및 Pt 조성들이 동일하므로, 더 낮은 B 함량 상단 자기층이 더 높은 Ms를 갖는다. 상단 자기층 두께가 증가하는 경우, 매체들의 자기 모멘트 중심은 헤드에 근접하게 이동하며, 이는 헤드와 매체들간의 간격(head media-spacing)을 감소시킨다. 낮은 B 함량 상단 자화 두께에 대한 HFA의 증가는, 주로 HMS 감소 및 낮은 B 함량 상단 자기층의 더 높은 자화로 인한 것이다. HMS의 감소는 일반적으로 헤드 필드 그래디언트를 증가시키고 매체들의 신호-대-잡음 비(SNR) 및 BER을 개선할 것이다.

수직 기록 매체들에 관한 다른 중요한 파라미터는 SFD이다. 붕소는 잡음 감소를 기록하기에 양호한 세그리게이션 엘리먼트인 것으로 발견되지만, 고유의 이방성 필드(Hk) 분포 및 그에 따른 더 높은 SFD를 증가시킬 수 있는 적층 장애들과 같은 결함들을 유도하는 경향이 있다. 낮은 B 상단 자기층이 더 많이 교환 커플링되고, 적층 장애들과 같은 더 적은 결함들을 포함하므로, 낮은 B 함량 상단 자기층을 갖는 매체들의 SFD는, 더 높은 B 함량 상단 자기층을 갖는 매체들과 비교하여 약 0.5% 내지 1%의 더 낮은 SFD를 갖는다.

높은 B 함량 및 낮은 B 함량을 갖는 2개의 상이한 상단 자기층들의 BER 및 정규화된 BER(BERn) 응답들이 도 5에 도시된다. 낮은 B 상단 자기층을 갖는 매체들의 BER은 약 0.4 내지 0.6 dec 더 양호한 것으로 도시된다. 더 낮은 B 상단 자기층을 갖는 매체들의 기입-플러스-소거기 폭(WPE)이 약간 더 넓으므로, 낮은 B 상단 자기층을 갖는 매체들에 대한 정규화된 BERn은 0.2 dec 더 양호하다.

도 6 및 도 7은, 상단 자기층들에서 더 낮은 B 함량을 갖지만 상이한 Pt 함량을 갖는 매체들의 Hc(자기 보자력) 및 Mrt(자기 공명 토포그래피) 응답들을 각각 도시한다. 양쪽 매체들은, 이들 2개의 상단 자기층들의 높은 Ms 속성을 표시하는 유사한 Mrt 응답을 갖는다. 더 낮은 B 및 더 높은 Pt를 갖는 매체들의 Hc는, 40 내지 60 옹스트롬의 두께 범위에서 약 300 내지 400 Oe 더 높다. 더 높은 Pt 상단 자기층을 갖는 매체들의 Hn은 동일한 두께 범위에 대해 약 200 내지 300 Oe 더 높다.

더 높은 Hc 및 Hn은, 더 낮은 B 및 더 높은 Pt 상단 자기층의 더 높은 Hk에 관련된다. 낮은 B 함량 갖는 상단 자기 합금은 Ms를 상당히 증가시키며; 약 3%의 B 함량 감소는, 약 15% 만큼의 Ms의 증가 및 약 1%의 Hk의 감소를 야기할 수 있다.

도 8은 자기소거 필드 Hdemag의 개략적 표현을 도시한다. 기입된 비트들의 안정성은 Nd=Hk/4πMs의 비율에 기초한다. 3% 더 낮은 B 상단 자기층을 갖는 매체들은 약 17% 더 낮은 Hk/4πMs의 비율을 가지므로, 측선 소거(STE) 성능은 더 크게 저하될 것이다. STE 성능을 개선시키기 위해, 더 높은 Hk 및 높은 Ms 상단 자기층이 필요하게 된다는 것이 후속한다.

도 9 및 도 10은, 상단 자기층들에서, 더 낮은 B 함량을 갖지만 상이한 Pt 함량을 갖는 매체들의 Hc 및 Mrt 응답을 도시한다. 도 8은 더 낮은 B만을 갖는 매체들에 대한 응답을 도시하고, 도 9는 더 낮은 B와 더 높은 Pt 양자에 대한 응답을 제공한다. 양쪽 매체들은, 이들 2개의 상단 자기층들의 높은 Ms 속성을 표시하는 유사한 Mrt 응답을 갖는다. 더 낮은 B 및 더 높은 Pt를 갖는 매체들의 Hc는, 상단 자기층(예를 들어, 310)에 대한 40 내지 60 옹스트롬의 두께 범위에서 약 300 내지 400 Oe 더 높으며, 이는 하부 기록층(예를 들어, 308)보다 적어도 100배 더 얇다. 더 높은 Pt 상단 자기층을 갖는 매체들의 핵형성(nucleation) 필드(Hn)는 동일한 두께 범위에 대해 약 200 내지 300 Oe 더 높다. 더 높은 Hc 및 Hn은, 더 낮은 B 및 더 높은 Pt 상단 자기층의 더 높은 Hk에 관련된다. 아래의 표 1은, 이들 각각의 매체들의 구성들에 대한 파라미터의 성능 측정들을 제공한다.

더 낮은 B 및 더 높은 Pt 함량 상단 자기층을 갖는 매체들의 SFD는 더 낮은 B 함량 상단 자기층을 갖는 매체들의 SFD와 비교가능하다. 높은 Ms를 갖는 더 낮은 B 및 더 높은 Pt 상단 자기층은 낮은 HMS 및 SFD의 이점을 유지하고, 그것의 더 높은 Hk는 교환-커플링된 연속 조성(ECC) 매체 조정에 대한 더 많은 공간(room)을 허용하므로, 추가적으로, 프로세스를 최적화하고 매체들의 기입능력(역방향 중복기입(overwrite) "Rev-OW"), 매체들의 신호-대-잡음 비(SNRme) 및 BER을 개선시킬 수 있다. 표 1에 의해 도시된 바와 같이, 더 낮은 B 및 더 높은 Pt를 갖는 매체들은 약 0.3 dB 만큼 SNRme를 그리고 약 0.4 dec 만큼 BER을 개선시킨다.

더 낮은 B 및 더 높은 Pt 함량들을 갖는 매체들의 Hk/4πMs의 비율운 더 낮은 B 상단 자기층을 갖는 매체들의 Hk/4πMs 비보다 약 50% 더 높을 수 있으며, 이는 매체들의 STE 성능에 유익할 것이다. 도 9는 상단 자기층에서 더 낮은 B 함량을 갖는 매체들의 STE 성능을 도시하고, 도 10은 상단 자기층에서 더 낮은 B 및 더 높은 Pt 함량을 갖는 매체들의 STE 성능을 대응적으로 도시한다. STE 성능이 높은 Ms 및 Hk 상단 자기층을 갖는 매체들에 대해 상당히 더 양호하다는 것이 관측될 수 있다.

상단 자기층의 Hk가, Pt 함량을 최적 레벨로 증가시킴으로서 개선될 수 있지만, 최적 Pt 레벨보다 더 높은 레벨은 층에서의 fcc 페이즈 및 적층 장애들의 형성으로 인해 실제로 Hk를 감소시키기 시작할 수도 있다. 결함들의 레벨 및 적층 장애들의 밀도는, 더 높은 B 및 Pt 함량들 양자를 갖는 매체들의 경우에서 훨씬 더 높다. 상단 자기층에서 동시에 최적으로 B 함량을 감소시키고 Pt 함량을 증가시키는 것은 비교적 높은 Ms로 Hk를 증가시킨다.

본 명세서에서 구현된 바와 같은 안정화층에 관해, 소위 연속층이 어떤 명백한 미세구조 특성들도 갖지 않는 비정질 재료의 종래 의미에서는 실제로 연속적이지 않을 수도 있음이 인식될 것이다. 본 명세서에서, 많은 연속층들이 소위 과립형 층들과 같은 다결정질 과립형 재료를 포함한다. 하나의 차이점은 연속층의 그레인 경계들이 과립형 층들과 같은 명백한 비정질(종종 산화물을 포함) 2차 페이즈를 갖지 않는다는 것이다.

대신, 그들은 일반적으로 원자적으로 단절(abrupt)된 경계들을 특징으로 할 수도 있고, 이는 연속층들에 대해 훨씬 더 강한 입자간(intergranular) 교환 커플링을 초래한다. 일반적으로, 연속층들은, 종래 기술의 종방향 기록 합금들과 유사하게 CoCrPtB를 포함하고, 수직 지오메트리에서 성장한 그러한 합금들은 일반적으로 이전에 원했던 적당한 Hk 및 Hex 값들을 갖지만, 수직 매체들의 경성 과립형 기록층보다 상당히 더 낮은 Hk 및 더 높은 Hex를 갖는다.

일반적으로, 더 높은 백금(Pt) 퍼센티지(Pt%)를 사용하는 것은, Pt%의 범위에서 Hk를 증가시킨다. 그러나, 높은 B%(~10-15%)를 갖는 종방향 타입 연속 합금들에 대해, Hk는 약 10% 보다 위에서 평평해지고, 최대 Hk를 ~12K 까지로 제한한다. 본 발명에서, 이러한 Hk 제한은 약 6-8% 아래로의 붕소의 퍼센티지(B%)에 대해 참이라는 것이 발견된다. 상술된 바와 같이, 더 낮은 B%가 Ms를 증가시키고, 또한 Hex를 증가시키는 것이 발견되며, 이 중 후자는 전체 CGC 층에 대해 불량한 것으로 일반적으로 발견된다. 또한, 높은 Ms로부터 증가된 demag에 대항하도록 Hk를 증가시키지 않으므로, 재료는 소거하기가 매우 쉬워지고 기입하기가 매우 쉬워진다.

그러나, B%가 감소될 때, 약 6%에서 시작하는 것이 발견되며, B%가 점점 0%를 향해 감소하는 경우, 몇몇 경우들에서 Hk는 최대 약 20-25%로 신속하게 더 높은 Pt%까지 롤 오버(roll over)되지 않고, 연속층의 Hk는 매우 낮은 B 또는 존재하지 않는 B로 약 12kOe부터 최대 14kOe, 16kOe, 심지어 20kOe에 근접하게 부스팅(boost)될 수 있다. 시도된 가장 높은 Ms 연속 합금들에서 관측된 바와 같이, 높은 Ms와 결합된 그러한 더 높은 Hk는 기대되지 않은 윈도우를 제공하는 요구된 결합이며, 여기서 (종종 2nm 미만의) 매우 얇은 상단 연속층은, 매체들의 상단에서 모멘트를 증가시키고, 너무 많지 않은 몇몇 Hex를 부가하며, demag가 Hk에 대해 너무 크기 때문에 불안정성 및 적층 구조에서의 소거를 야기하지 않도록 사용될 수 있다. 또한, 이러한 얇은 상단 연속층은, 더 많은 종래의 더 낮은 Ms, 더 적은 커플링된 교환, 가급적 더 높은 B% 및 Cr%층을 포함하는 더 두꺼운 연속층의 단지 작은 부분일 수도 있다.

Claims

수직 데이터 기록 매체로서,
적어도 하나의 자기 기록층을 포함하는 멀티-층 기록 구조 ― 상기 멀티-층 기록 구조는, 상기 적어도 하나의 자기 기록층에 실질적으로 수직인 도메인들에 자기 비트 시퀀스를 자기적으로 저장하도록 구성됨 ―; 및
상기 멀티-층 기록 구조의 상부 부분을 자기적으로 안정화시키기 위해 상기 멀티-층 기록 구조 상에 형성된 자기 안정화층
을 포함하고,
상기 자기 안정화층은 6% 미만의 0이 아닌(non-zero) 붕소(B) 함량 및 20-25%의 백금(Pt) 함량 및 상기 멀티-층 기록 구조의 최상단의 기록층의 1% 미만의 두께를 갖는 경성(hard) 자기 재료의 층을 포함하는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 안정화층은, 연속적이며 40부터 60 옹스트롬까지의 두께를 갖는 경성 자기 재료의 층을 포함하는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자기 안정화층은, 600 emu/cm³보다 더 큰 자기 포화도 레벨 및 15,000 에르스텟(Oersteds)(Oe)보다 더 큰 이방성 필드 강도(Hk)들을 제공하는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 멀티-층 기록 구조는, 연성 하부층 및 적어도 하나의 중간층(intermediate layer)을 포함하고,
상기 자기 안정화층은 상기 적어도 하나의 자기 기록층 중 최상단의 층 상에 형성되는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자기 안정화층은 상기 멀티-층 기록 구조의 전체 두께의 10% 또는 10% 미만의 두께를 가지는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자기 안정화층 상에 형성된 보호용 오버코트층을 더 포함하는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자기 기록층은 과립형(granular) 층이고,
상기 자기 안정화층은 연속층이고, 그리고
상기 자기 안정화층은 상기 적어도 하나의 자기 기록층에 교환 커플링되는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자기 안정화층은 크롬(Cr)을 포함하는,
수직 데이터 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
베이스 기판을 더 포함하고, 상기 멀티-층 기록 구조는 상기 베이스 기판 상에 형성되는,
수직 데이터 기록 매체.
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