KR20050002805A - 반-강자성 결합된 수직 자기 기록 매체 - Google Patents
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Abstract
높은 면적당 기록 밀도를 가지고 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체는: 기판 표면 위에 형성된 적층부를 포함하며, 상기 기판 표면으로부터 시퀀스로 위에 놓인 상기 적층부는: 연질 강자성 물질이 포함된 하부층(3); 적어도 하나의 비-자기 중간층(4); 경질 강자성 물질이 포함된 수직 이방성 안정층(6); 비-자기 스페이서층(7); 및 경질 강자성 물질이 포함된 수직 이방성 메인 기록층(5)을 포함하며, 상기 수직 이방성 안정층(6), 및 상기 수직 이방성 메인 기록층(5)은 상기 비-자기 스페이서층(4)에 대해서 반-강자성 결합되어 상기 안정층 및 메인 기록츠의 자기 모멘트를 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR과 열적 안정성을 제공한다.
Description
자기 매체는 다양한 응용분야들, 특히 컴퓨터 산업에서 넓게 사용되고, 면적당 기록 밀도, 즉, 자기 매체의 비트 밀도를 증가시키는 목적으로 계속적으로 연구되었다. 상기 관점에서, 소위 "수직" 기록 매체가 매우 높은 비트 밀도를 달성하는데 많은 종래의 "수평" 매체보다 뛰어나다는 것이 공지되었다. 수직 자기 기록매체에서, 잔류자기는 자기 매체의 표면, 일반적으로 적당한 기판 위의 자기 재료층에 수직한 방향으로 형성된다. 매우 높은 선형 기록 밀도는 "단일-폴" 자기 변환기, 또는 상기 수직 자기 매체를 가진 "헤드"를 이용함으로써 얻을 수 있다.
수직 자기 매체를 이용하는 효율적이고 높은 비트 밀도 기록은 비-자기 기판, 예를 들면 유리, 알루미늄(Al), 또는 알루미늄-기초 합금 사이에, (자기 기록층과 비교해서)비교적 두껍고, 연자성 하부층, 즉, NiFe 합금(퍼멀로이)과 같은 약 1 kOe 이하의 비교적 낮은 보자력을 가지는 자기층, 및 수 kOe, 일반적으로 3-6 kOe의 경자성 기록층, 예를 들면 수직 이방성을 가지는 코발트-기초 합금(예, Co-Cr합금)의 삽입을 요구한다. 연자성 하부층은 하드 수직 자기 기록층을 통해서 헤드로부터 나오는 자기 자속을 유도하는 역할을 한다. 또한, 연자성 하부층은 자화의 현재 상태를 유지하는 에너지 장벽을 낮추는 반자기장을 감소시킴으로써 열적으로 활성화된 자화 역적에 대한 매체의 영향을 감소시킨다.
비교적 두꺼운 연자성 하부층, 비교적 얇은 경자성 기록층, 및 단일-폴 헤드를 가진 수직 위주의 자기 매체를 이용하는 일반적인 수직 기록 시스템(10)이 도1에 도시되고, 참조 번호(2,3,4,5)는 수직 자기 매체(1)의 기판, 연자성 하부층, 적어도 하나의 비-자기 중간층, 및 수직 위주의 경자성 기록층을 각각 지시하고, 그리고 참조번호(7,8)는 단일-폴 자기 변환기 헤드(6)의 단일 및 보조 폴들을 지시한다. 하나 이상의 비-자기 물질들로 구성된 비교적 얇은 중간층(4)(또한 "중간" 층으로 언급됨)은, (1) 연자성 하부층(3)과 경자성 기록층(5) 사이의 자기 상호작용을 방지하며, 및 (2) 경자성 기록층의 바람직한 미세구조와 자기 특성들을 증진시키는 역할을 한다. 자기 자속( Φ)의 경로를 지시하는 도면에서 화살표로 도시된 것처럼, 자속( Φ)은 단일-폴 자기 변환기 헤드(6)의 단일 폴(7)로부터 나오는 것이고, 단일 폴(7) 위의 영역에서 수직 위주의 경자성 기록층(5)을 통해서 들어가고 통과하며, 일정한 거리에서 연자성 하부층(3)을 따라 들어가고 이동하며, 그리고나서 거기로부터 나오고 단일-폴 자기 변환기 헤드(6)의 보조 폴(8) 위의 영역에서 수직 위주의 경자성 기록층(5)을 통과한다. 변환기 헤드(6)를 지나는 수직 자기 매체(1)의 움직임의 방향은 매체(1) 위에 화살표로 도면에 지시된다.
도1을 계속 참조하여, 수직선들(9)는 매체(1)를 구성하는 적층부(layer stack) 각각의 다결정(즉, 입자)층의 입자 경계선들을 지시한다. 도면으로부터 분명하게 매체(1)의 적층부를 구성하는 각각의 다결정층 입자들의 폭(수평방향으로 측정된 것)은 실직적으로 동일, 즉 각각의 상부에 있는 층이 하부에 있는 층을 복사한다. 간단한 설명을 위해 도면에 도시되지 않았지만, 경자성층(5) 위에 형성된 다이아몬드같은 카본(DLC)과 같은 보호성 오버 코트층이 있고, 보호성 오버코트층 위에 형성된 과플루오르폴리에틴렌 물질과 같은 윤활성 탑코트층이 있다. 기판(2)은 일반적으로 디스크형태이고, 증착 기판 위에 Ni-P 도금층을 가지는 Al-Mg과 같은 비-자기 금속 또는 합금, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄-기초 합금으로 구성되거나, 또는 기판(2)은 적당한 유리, 세라믹, 유리-세라믹, 중합 재료, 또는 상기 물질들의 합성물 또는 적층물로 구성된다; 하부층(3)은 일반적으로 약 500내지 약 4000Å 두께의 Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeCoC 등의 그룹에서 선택된 연자성 물질층으로 구성된다; 중간층(4)은 일반적으로 약 300Å 두께의 TiCr과 같은 비-자기 물질층으로 구성된다; 및 경자성층(5)은 일반적으로 약 100내지 약 250Å 두께의 Cr, Fe, Ta, Ni, Mo, Pt, V, Nb, Ge, B, 및 Pd, 철산화물, 또는 (CoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자 구조로 구성되는 그룹에서 선택된 하나 이상의 구성요소를 포함하는 Co-기초 합금층으로 구성되며, 상기 (CoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자 구조에서 n은 약 10부터 25까지의 정수이고, 선택적으로 각각, Co-기초 자기 합금의 얇은 층은 약 2내지 약 3.5Å 두께이고, X는 Cr, Ta, B, Mo, Pt, W, 및 Fe로 구성되는 그룹에서 선택된 구성요소이고, Pd 또는 Pt의 얇고 비-자기층들의 선택적인 각각은 약 1Å 두께이다. 경자성 기록층 물질의 각각의 형태는 자기-결정 이방성(첫번째 형태) 및/또는 계면 이방성(두번째 형태)으로부터 유도되는 수직 이방성을 가진다.
일반적으로, 상기 설명된 것처럼 수직 자기 기록 매체의 신호대 매체 잡음비(SMNR)에 있어서의 개선은 자기 입자들의 평균 부피(V)를 감소시킴으로써 및/또는 입자들 사이의 상호작용을 감소시킴으로써 얻을 수 있다. 그러나, 선택적 예에서, 수직 매체의 열적 안정성이 절충된다.
상기 관점에서, 증가된 신호대 매체 잡음비(SMNR)와 열적 안정성 둘 다를 가지는 개선된, 높은 면정당 기록 밀도, 수직 자기 정보/데이터 기록, 저장, 및 검색 매체에 대한 분명한 필요성이 존재한다. 또한, 높은 면정당 기록 밀도, 증가된 SMNR과 열적 안정성을 가지는 수직 자기 기록 매체를 제조하는 개선된 방법에 대한 필요성이 존재하며, 상기 매체는 종래의 제조 기술들과 장치들로 쉽고 경제적으로 제조될 수 있다.
본 발명은 높은 비트 밀도 수직 자기 매체의 설계와 제조에 부수하는 문제점들, 예를 들면, 높은 비트 밀도 기록 기술의 모든 구조적 기계적 특징들을 유지하면서 매체의 열적 안정성과의 절충없이 높은 SMNR을 획득하는 것을 개선하고 해결한다. 또한, 본 발명의 자기 매체는 바람직하게 종래의 제조 기술, 예를 들면 스퍼터링(sputtering)에 의해서 제조될 수 있다.
본 발명은 개선된 신호대 매체 잡음비("SMNR"), 및 열적 안정성을 가진 수직 자기 기록매체, 상기 매체는 비-자기 스페이서층에 대해서 반-강자성 결합된("AFC") 한 쌍의 수직으로 공간 분리된 수직 강자성층들을 포함하는 매체, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 데이터/정보 저장 및 검색 매체, 예를 들면 매우 높은 면적당 기록/저장 밀도를 가지는 하드 디스크들의 제조에 특히 유용하다.
도1은 연자성 하부층 및 단일-폴 변환기 헤드를 포함한 종래의 수직 형태의 자기 기록 매체로 구성된 자기 기록, 저장 및 검색 시스템의 부분의 단순화된 단면도를 도시한다.
도2는 [Co(2.5Å)/Pt(9Å)]4/Co(10Å)/Ru(가변Å)/Co(10Å)/[Co(2.5Å)/Pt(9Å)]12의 층구조를 가지는, 본 발명에 따른 반-강자성 결합된(AFC), 초격자-기초 수직 자기 기록 매체의 Ru 스페이서층 두께의 함수로써 계면 교환 에너지 밀도의 변화를 도시하는 그래프이다.
도3은 Pt(60Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]12및 Pt(60Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]4/Co(2Å)/Ru(~5Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]12의 층구조를 각각 가지는, 연자성 하부층을 갖지 않은 종래의 단일층 초격자-기초 수직 자기 기록 매체 및 연자성 하부층을 갖지 않은 초격자-기초 AFC 수직 자기 기록 매체의 M-H 루프들을 도시한다.
도4는 AFC 수직 및 종래의 자기 기록 매체의 다이내믹 보자력 측정들, 즉, VSM 측정들의 자기장 응용의 지속(t)의 함수로써 잔류 보자력(Hr)의 변화를 도시한다.
도5-9는 본 발명에 따른 반-강자성 결합된(AFC) 수직 자기 기록 매체의 실시예들의 부분들의 단순화된 단면도를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 장점은 개선된 높은 면적당 기록 밀도를 가지는 수직 자기 기록 매체이다.
본 발명의 또 다른 장점은 증가된 신호대 잡음비(SMNR) 및 열적 안정성을 가지는 개선된 높은 면적당 기록 밀도를 가지는 반-강자성 결합된(AFC) 수직 자기 기록 매체이다.
본 발명의 또 다른 장점은 개선된 높은 면적당 기록 밀도를 가지는 수직 자기 기록 매체를 제조하는 방법이다.
본 발명의 또 다른 장점은 증가된 신호대 잡음비(SMNR) 및 열적 안정성을 가지는 개선된 높은 면적당 기록 밀도를 가지는 반-강자성 결합된(AFC) 수직 자기 기록 매체를 제조하는 방법이다.
본 발명의 추가의 장점들과 다른 특징들은 다음의 설명에 개시될 것이고 설명부분에서 당업자들에게 다음의 설명들이 분명하게 될 것이고 또한 본 발명의 실시로부터 알 수 있을 것이다. 본 발명의 장점들은 첨부된 청구항들에 특정하여 강조된 것처럼 구현될 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 설명한 및 다른 장점들은 높은 면적당 기록 밀도를 가지고 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체에 의한 부분에서 얻을 수 있으며,
(a)표면을 가지는 비-자기 기판; 및
(b)상기 기판 표면 위에 형성된 적층부를 포함하며, 상기 기판 표면으로부터 시퀀스로 위에 놓인 상기 적층부는:
(b1)연질 강자성 물질 또는 얇은 비-자기 스페이서층들에 의해서 분리된 연질 강자성 물질의 다수의 층들을 포함된 하부층;
(b2)적어도 하나의 비-자기 중간층;
(b3)경질 강자성 물질이 포함된 수직 이방성 안정층;
(b4)비-자기 스페이서층; 및
(b5)경질 강자성 물질이 포함된 수직 이방성 메인 기록층을 포함하며,
상기 수직 이방성 안정층(b3), 및 상기 수직 이방성 메인 기록층(b5)은 상기 비-자기 스페이서층(b4)에 대해서 반-강자성 결합되어(AFC) 그것들의 자기 모멘트를 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR과 열적 안정성을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비-자기 스페이서층(b1)은 약 2내지 약 15Å, 예를 들면 약 4내지 약 11Å 두께이고, 안정층(b3)과 메인 기록층(b5) 사이의 반-강자성 결합을 최대화하기 위해서 선택되며, Ru, Rh, Ir, Cr, Cu, Re, V, 및 그것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다; 및 상기 적층부(b)는:
상기 비-자기 스페이서층(b4) 및 상기 메인 기록층(b5) 및 상기 안정층(b3) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)을 선택적으로 더 포함하며,
상기 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)은 상기 비-자기 스페이서층(b4)과 상기 메인 기록층(b5) 사이의 계면에 존재하거나, 또는 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)은 상기 비-자기 스페이서층(b4)과 상기 안정층(b3) 사이의 계면에 존재하거나, 또는 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)은 상기 비-자기 스페이서층(b4) 및 상기 메인 기록층(b5)의 각각 및 상기 안정층(b3) 사이의 계면들에 존재한다.
본 발명의 실시예들에 따라서, 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)은 포화 자기값 Ms> 300 emu/cc 를 가지는 약 40Å 두께의 강자성 물질층에 약 1 모노층을 포함하고, 본 발명의 특정 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(b6)은 높은 모멘트 구성요소층 또는 Fe, Co, FeCo로 부터 선택된 합금, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, Au 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 합금들층을 포함하며, 상기 합금에서 Co, Fe, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 상기 비-자기 스페이서층(b4)을 가진 계면 근처에서 더 높게 상기 안정층(b3) 또는 상기 메인기록층(b5)을 가진 계면 근처에서 더 낮게 상기 적어도 하나의 계면층(b6)의 두께에 따라 변한다.
본 발명의 소정의 실시예들에 따르면, 상기 적층부(b)는 상기 메인 기록층(b5) 및 상기 비-자기 스페이서층(b4) 사이의 적어도 하나의 추가적으로 쌓인 한 쌍의 층들을 포함하는데, 수직 이방성 자기층 및 비-자기 스페이서층을 포함하여, 상기 적층부(b)는 선택적인 자기층들 및 비-자기 스페이서층을 포함하고, 상기 자기층들의 자기 에너지들과 상기 자기층들 사이의 결합 에너지들은 상기 매체에 데이터가 저장되는 동안 인접한 자기층들의 자기 모멘트들의 역-평행 정렬을 제공하기 위해서 선택된다.
본 발명의 특정 실시예들에 따라서, 상기 안정층(b3) 및 상기 메인 기록층(b5) 각각은 CoCr 및 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Fe, Ni, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 CoCr으로부터 선택된 약 3내지 약 300Å 두께의 강자성 합금층을 포함하거나, 또는 상기 안정층(b3) 및 상기 메인 기록층(b5) 각각은 약 10내지 약 300Å 두께의 (CoX/Pb 또는 Pt)n, (FeX/Pb 또는 Pt)n, 또는 (FeCoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자구조를 포함하는데, 여기서 n은 약 1부터 약 25까지의 정수, Co-기초, Fe-기초, CoFe-기초의 자기 합금 교번층들의 두께는 약 1.5내지 약 10Å, X는 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cr, 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 구성요소들이고, 비-자기 Pd 또는 Pt 교번층들 각각의 두께는 약 3내지 약 15Å이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 비-자기 기판(a)은 Al, NiP-도금 Al, Al-Mg 합금들, 다른 Al-기초 합금들, 다른 비-자기 금속들, 다른 비-자기 합금들, 유리, 세라믹들, 폴리머들, 유리-세라믹들, 및 그것의 화합물 및/또는 적층물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하고;
상기 하부층(b1)은 Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoTaZr, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeTaC, FeAlN, FeTaN, CoFeZr, FeCoB, 및 FeCoC로부터 선택된 적어도 하나의 연질 강자성 물질로 구성되는 약 500내지 약 4000Å 두께의 층을 포함하고; 및
상기 적어도 하나의 중간층(b2)은 Pt, Pd, Ir, Re, Ru, Hf, 및 그것의 합금들, 또는 Cr, Pt, Ta, 및 B중 적어도 하나를 가진 육방 Co-기초 비-자기 합금으로부터 선택된 적어도 하나의 비-자기 물질의 약 10내지 약 300Å 두께의 층 또는 층들을 포함하고; 및 상기 매체는:
(c)상기 메인 기록층(b5) 위에 보호성 오버코트층; 및
(d)상기 보호성 오버코트층 위에 윤활성 탑코트층을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양은 높은 면적당 기록 밀도를 가지고 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체를 제조하는 방법이며,
(a)표면을 가지는 비-자기 기판을 제공하는 단계; 및
(b)상기 기판 표면 위에 적층부를 형성하고, 상기 기판 표면으로부터 위에놓이는 순서로 층들을 형성하기 위해서:
(b1)연질 강자성 물질 또는 얇은 비-자기 스페이서층들에 의해서 분리되는 다수의 연자성 물질층들로 구성되는 하부층을 형성하는 단계;
(b2)적어도 하나의 비-자기 중간층을 형성하는 단계;
(b3)경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 안정층을 형성하는 단계;
(b4)비-자기 스페이서층(7)을 형성하는 단계; 및
(b5)경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 메인 기록층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 수직 이방성 안정층 및 상기 수직 이방성 메인 기록층은 상기 비-자기 스페이서층에 대하여 반-강자성 결합되어(AFC) 그것의 자기 모멘트를 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR 및 열적 안정성을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 단계(b4)는 Ru, Rh, Ir, Cr, Cu, Re, V, 및 그것들의 합금들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 안정층(b3)과 메인 기록층(b5) 사이의 반-강자성 연결을 최대화하기 위해서 선택된 약 2내지 약 15Å 두께의 비-자기 물질층을 형성하는 단계를 포함하며; 상기 방법은,
(b6)상기 비-자기 스페이서층 및 상기 메인 기록층 및/또는 상기 안정층 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 형성하는 단계를 선택적으로 더 포함하며, 상기 단계(b6)는,
(ⅰ)상기 비-자기 스페이서층과 상기 메인 기록층 사이의 계면에 상기 적어도 하나의 강자성 계면층을 형성하는 단계;
(ⅱ)상기 비-자기 스페이서층 및 상기 안정층 사이의 계면에 상기 적어도 하나의 강자성 계면층을 형성하는 단계; 및
(ⅲ)상기 비-자기 스페이서층과 상기 메인 기록층 및 상기 안정층 각각 사이의 계면층들에 적어도 하나의 강자성 계면층을 형성하는 단계 중 하나를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예에 따라서, 상기 단계(b6)는, 포화자기값 Ms>300 emu/cc을 가지는 약 40Å 두께의 강자성 물질층에 약 1 모노층을 형성하는 단계, 및 Fe, Co, FeCo로부터 선택된 높은 모멘트 구성요소 또는 합금, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 그것들의 합금을 포함하는 단계를 포함하는데, 상기 합금에서 Co, Fe, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 상기 적어도 하나의 계면층의 두께에 따라 상기 비-자기 스페이서층을 가진 계면근처에서 더 높게, 상기 안정층 또는 상기 메인 기록층을 가진 계면근처에서 더 낮게 변한다.
본 발명의 추가 실시예들에 따르면, 상기 단계(b)는,
(b6)상기 단계(b5)에서 형성된 상기 메인 기록층과 접하여 위에 쌓이는 비-자기 스페이서층을 형성하는 단계; 및
(b7)상기 단계(b6)에서 형성된 비-자기 스페이서층과 접하여 위에 쌓이는 수직 이방성 메인 기록층을 형성하는 순차 단계들을 더 포함하며,
상기 단계(b7) 다음 수행 단계(b6)의 시퀀스는 한 번 이상 수행되고, 단계(b)는 상기 비-자기 스페이서층들(7) 및 상기 메인 기록층들(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층을 형성하는 단계(b8)를 더 포함한다.
본 발명의 특정 실시예들에 따르면, 상기 안정층(6) 및 상기 메인 기록층(5)을 형성하는 단계들(b3,b5)은:
(ⅰ)CoCr 및 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Fe, Ni, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 CoCr로부터 선택된 약 3내지 약 300Å 두께의 강자성 합금층; 및
(ⅱ)약 10내지 약 300Å두께의 (CoX/Pd 또는 Pt)n, (FeX/Pd 또는 Pt)n, 또는 (FeCoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자 구조층, 여기서 n은 약 1부터 약 25까지의 정수, Co-기초, Fe-기초, 또는 CoFe-기초 자기 합금의 선택적인 층들 각각은 약 1.5내지 약 10Å 두께, X는 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cr, 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소, 및 비-자기 Pd 또는 Pt의 선택적인 층들 각각은 약 3내지 약 15Å 두께,
상기 대안들로부터 선택된 수직 이방성 경질 강자성층을 형성하는 단계를 각각 포함한다.
본 발명의 실시에들에 따르면, 단계(a)는 Al, NiP-도금 Al, Al-Mg 합금들, 다른 Al-기초 합금들, 다른 비-자기 금속들, 다른 비-자기 합금들, 유리, 세라믹, 폴리머, 유리-세라믹, 및 그것의 화합물들 및/또는 적층물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질들을 포함하는 비-자기 기판(2)을 제공하는 단계를 포함하고;
단계(b1)는 Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoTaZr, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeTaC, FeAlN, FeTaN, CoFeZr, FeCoB, 및 FeCoC로부터 선택된 적어도 하나의 연질 강자성 물질로 구성된 약 500내지 약 4000Å 두께의 층을 포함하는 하부층(3)을 형성하는 단계를 포함하고;
단계(b2)는 약 10내지 약 300Å 두께의 Pt, Pd, Ir, Re, Ru, Hf, 그것의 합금들, 또는 Cr, Pt, Ta, 및 B 중 적어도 하나를 가진 육방 Co-기초 비-자기 합금으로부터 선택된 적어도 하나의 비-자기 물질층 또는 층들을 포함하는 적어도 하나의 중간층(4)을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 방법은,
(c)상기 메인 기록층 위에 보호성 오버코트층(PO)을 형성하는 단계; 및
(d)상기 보호성 오버코트층 위에 윤활성 탑코트층(LT)을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양은 높은 면적당 기록 밀도를 가지고, 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체로서:
(a)경질 강자성 물질로 각각 구성된 한 쌍의 수직 공간-분리된 수직 자기 이방성층들(5,6); 및
(b)상기 한 쌍의 수직 공간 분리된 층들을 반-강자성 연결하여 그것의 자기 모멘트들을 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR 및 열적 안정성을 제공하기 위한 수단들을 포함한다.
본 발명의 추가 장점들 및 특징들은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 분명하게 될 것이고, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시를 위해서 최상의 형태의 설명에 의해서 간단하게 도시되고 설명된다. 상기 설명한 것처럼, 본 발명은 다른 및 다양한 실시예들을 이용할 수 있고 몇가지 설명들은 본 발명의 개념을 벗어나지 않고서 변경될 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 발명의 범위를 제한하지 않고 본질적으로 설명하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들의 다음 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽을 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 다양한 특징들이 반드시 비율대로 그려진 것은 아니지만 적당한 특징을 가장 잘 설명하기 위해서 도시되었고, 참조 번호들은 유사한 특징들을 지정하기 위해서 전체적으로 사용된다.
본 발명은 개선된 열적 안정성 및 SMNR을 가지는 매우 높은 면적당 기록 밀도를 가진 수직 자기 기록 매체가 신뢰할 수 있고 제어 가능하게 다층 구조를 제공함으로써 제조될 수 있다는 인식에 기초를 두는데, 상기 다층 구조는 적어도 한 쌍의 수직 공간-분리된 경자성 수직 강자성층, 즉, (즉 기록 헤드로부터 떨어진)하부 안정층 및 (즉 기록 헤드에 가까운)메인 기록층을 포함하는데, 공간-분리층들은 그사이에 자기 결합 구조의 삽입에 의해서 함께 반-강자성 결합되며, 그것에 의해서 한 쌍의 수직 강자성층들의 자기 모멘트들은 역-평행하게 지향된다. 본 발명에 따라, 자기 결합 구조는 얇은 비-자기 스페이서층, 또는 얇은 비-자기 스페이서층의 조합 및 한 쌍의 수직 강자성층들과 비-자기 스페이서층 사이에 적어도 하나의 계면에 존재하는 얇은 강자성 계면층의 조합을 포함하는데, 적어도 하나의 얇은 강자성 계면층의 역할은 수직 강자성층들 사이에 강화된 RKKK-형태의 자기 결합, 증가된 열정 안정성을 제공한다.
본 발명의 방법론은 종래 기술에 의해 얻을 수 없는 몇가지 장점들을 제공하는데, 그 중에서도 특히 증가된 역-평행 지향, 수직 기록 매체의 제조에 일반적으로 이용되는 합금구성들로 구성된 수직으로 공간 분리된 경자성 쌍들, 수직 강자성층들 사이의 RKKK-형태의 자기 결합(AFC), 그 때문에 개선된 열정 안정성 및 SMNR; 및 신뢰할 수 있고 제어 가능하고 효율적인 비용의 종래의 제조 기술들 및 장치들, 예를 들면 스퍼터링 기술들 및 장치들을 이용하는 매우 높은 면적당 기록 밀도, 열적으로 안정한 수직 자기 기록 매체를 포함한다.
본 발명에 따라, 얇은 비-자기 얇은 스페이서층은 비-자기 물질, 예를 들면 Ru, Rh, Ir, Cr, Cu, Re, V, 및 그것들의 합금들로 구성되고, 그리고 적어도 하나의 계면층은 포화 자기값 Ms> 300 emu/cc 을 가지고, Fe, Co, FeCo, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, 및 W 로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소들을 함유한 그것들의 합금들로부터 선택된 강자성 물질을 포함하는데, 합금에있어서 Fe, Co, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 비-자기 스페이서층을 가진 계면 가까이에서 더 높게 안정층 또는 메인 기록층을 가진 계면 가까이에서 더 낮게 적어도 하나의 계면층의 두께에 대해서 변한다.
도2를 참조하여, 도2에 도시된 것은 [Co(2.5Å)/Pt(9Å)]4/Co(10Å)/Ru(가변Å)/Co(10Å)/ [Co(2.5Å)/Pt(9Å)]12의 층구조를 가지는, 본 발명에 따른 반-강자성 결합된(AFC), 초격자-기초 수직 자기 기록 매체의 Ru 스페이서층 두께의 함수로써 계면 교환 에너지 밀도(J)의 변화를 도시하는 그래프이며, 수직 자기 이방성 다층 초격자들의 공간 분리 쌍 사이의 반-강자성 결합의 최대량은 약 3내지 약 9Å 사이의 Ru 스페이서층 두께들에 대해서 달성된다.
도3은 Pt(60Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]12및 Pt(60Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]4/Co(2Å)/Ru(~5Å)/[CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]12의 층구조를 각각 가지는, 연자성 하부층을 갖지 않은 종래의 단일층 초격자-기초 수직 자기 기록 매체 및 연자성 하부층을 갖지 않은 초격자-기초 AFC 수직 자기 기록 매체의 M-H 루프들을 도시한다. 선택적 예에서, 매체는 비-자기 시드 또는 그 위에 하부층을 가지고 비-자기 기판 위에 형성된다. AFC 매체에 대해서, 메인 기록층은 [CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]12초격자 구조로 구성되고, 안정층은 [CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]4초격자 구조로 구성된다. [CoCrB(2.5Å)/Pt(9Å)]4안정층과 Ru 스페이서층 사이의 얇은 Co 층은 Ru 스페이서층에 대해서 메인 기록 및 안정층들의 RKKY-형태의 연결을 강화하는 얇은 계면층으로 역할한다. 도3으로부터 분명한 것처럼, 외부에서 인가된 자기장이 제로인 상태에서, 메인 기록층들과 안정층들의 자기 모멘트들은 그 사이의 RKKK-형태의 결합의 결과로 반-강자성 정렬된다. 데이터 저장 상태에서 매체의 전체 자기 모멘트는 감소되고 (Mrt)전체=(Mrt)메인층-(Mrt)안정층과 같아지며, 여기서 Mr및 t는 각각 층들의 잔류자기 및 두께이다. 따라서, AFC를 사용해서, 낮은 (Mrt)전체를 가지는 안정한 기록 매체 설계가 얻어질 수 있다.
또한, 상기 AFC 매체는 메인 기록 및 안정층들 사이의 반-강자성 결합로부터 유도되는 개선된 안정성을 가진다. 도4를 참조하여, 거기에 도시된 것은 VSM 측정들에서 자기장 응용의 지속(t)의 함수로써 잔류 보자력(Hr)의 변화이다. 데이터는 다음의 방정식을 사용해서 거기에 플로팅된다: Hr(t)=HA{1-[kBT/(KV)effln(f0t/ln2)]1/2}, 여기서 HA는 유효 이방성 필드, T는 온도, kB는 볼츠만 상수, 및 f0는 ~3.5 ×1010㎐의 측정 주파수이다. 유효 에너지 장벽(KV)eff은 종래 매체의 자기 입자들에 대한 78.9 kBT 및 본 발명의 AFC 매체의 메인 기록층의 자기 입자들에 대한 81.9 kBT 로써 선형 고정으로부터 결정된다. AFC 매체의 자기 입자들에 대한 유효 에너지 장벽의 관찰된 증가는 메인 기록층과 안정층들 사이의 반-강자성 결합 때문이다. 상기 데이터는 증가된 열적 안정성 및 SMNR 을 얻기 위해서 각각의 자기 모멘트들의역-평행 정렬의 효과를 거두는 한 쌍의 수직 공간 분리된 수직 이방성 자기층들과 함께 반-강자성 결합하는 본 발명의 개념을 설명한다.
도5-9를 참조하여, 본 발명에 따른 반-강자성 결합된(AFC) 수직 자기 기록 매체의 몇가지 실시예들의 부분들의 단순화된 단면도를 개략적으로 도시한다. 본 발명에 따른 자기 기록 매체(20)의 제1 실시예가 도5에 도시되고 한 쌍의 수직 공간 분리된 경자성 수직 강자성층들, 즉 하부 안정층 및 상부 메인 기록층의 RKKY-형태의 반-강자성(AFC) 결합을 제공하기 위한 비-자기 스페이서층을 포함한다. 더 특별히, 매체(20)는 매체를 구성하는 적층부를 지지하기 위한 비-자기 기판(2)을 포함하는데, 상기 기판(2)은 Al, NiP-도금된 Al, Al-Mg 합금들, 다른 Al-기초 합금들, 다른 비-자기 금속들, 다른 비-자기 합금들, 유리, 세라믹들, 폴리머들, 유리-세라믹들, 및 그것들의 합성물 및/또는 적층물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비-자기 물질로 형성된다. 기판(2)의 두께는 중요하지 않다; 그러나, 하드 디스크 응용분야에서 사용하기 위한 자기 기록 매체의 경우에, 기판(2)은 필요한 강성을 제공하기 위해서 충분한 두께이어야 한다. 기판(2)의 상부면과 접하여 위에 놓인 것은 약 500내지 약4000Å 두께층으로 구성된 연자성 하부층(3)이며, Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoTaZr, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeTaC, FeAlN, FeTaN, CoFeZr, FeCoB, 및 FeCoC로부터 선택된 적어도 하나의 연질 강자성 물질로 구성된다. 단지 설명을 위해서, 연자성 하부층(3)은 약 2000Å 두께의 FeCoB층을 포함한다. 선택적으로, 연자성 하부층(3)은 다수의 연자성 물질층을 포함한다. 적어도 하나의 얇은 비-자기 중간층(4)은 연자성 하부층(3)의 상부면과 접하여 위에 놓이면서 형성되고, 약 10내지 300Å 두께층 또는 Pt, Pd, Ir,Re, Ru, Hf, 그것들의 합금, 또는 Cr, Pt, Ta, 및 B 중에서 적어도 하나를 가진 육방의 Co-기초 비-자기 합금으로부터 선택된 적어도 하나의 비-자기 물질층들을 포함한다.
본 발명에 따르면, 도1에 도시된 종래 구성된 수직 자기 기록 매체(1)의 단일 경자성 수직 강자성 기록층(5)은 결합 구조에 의해서 공간 분리된 한 쌍의 강하게 반-강자성 결합된(AFC) 경자성 수직 강자성층들로 구성되는 샌드위치-형태의 구조로 대체된다. 더 특히, 샌드위치-형태의 AFC 구조는 "안정층"이라 불리는 제1 또는 하부 경자성 수직 강자성층(6), 및 "메인 기록층"이라 불리는 제2 또는 상부 경자성 수직 강자성층(5)을 포함하며, 층들의 쌍은 큰 RKKY-형태의 반-강자성 연결(AFC)효과를 제공하기 위해서 선택된 비-자기 물질로 구성된 적어도 얇은 비-자기 스페이서층(7)을 포함하는 연결 구조에 의해서 공간 분리된다.
범위를 정하지 않고 설명을 위해서, 제1 또는 하부, 및 제2 또는 상부 각각, 안정층(6) 및 메인 기록층(5)을 구성하는 경자성 수직 강자성 층들 각각은 약 3내지 약 300Å 두께의 강자성 합금을 포함하는데 상기 강자성 합금은 CoCr 또는 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Fe, Ni, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 CoCr로부터 선택되거나, 또는 안정층(6) 및 메인 기록층(5)은 약 10 내지 약 300Å 두께의 (CoX/Pd 또는 Pt)n, (FeX/Pd 또는 Pt)n, 또는 (FeCoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자 구조층을 포함하는데, 여기서 n은 약 1부터 약 25까지의 정수, Co-기초, Fe-기초, 또는 CoFe-기초 자기 합금의 선택적인 층들 각각은 약 1.5내지 약 10Å 두께, X는 Pt, Ta,B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cr, 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소이고, 그리고 비-자기 Pd 또는 Pt의 선택적인 층들 각각은 약 3내지 약 15Å 두께이다; 및 안정층과 메인 기록층들 사이에 큰 양의 반-강자성 결합을 제공하는 적어도 얇은 비-자기 스페이서층(7)을 포함하는 연결 구조는 약 2내지 약 15Å 두께, 예를 들면 약 4내지 약 11Å 두께, Ru, Rh, Ir, Cr, Cu, Re, V, 및 그것들의 합금들로 구성된 그룹으로부터 선택된 비-자기 물질층을 포함한다.
매체(20)는 제2 상부면 또는 상부 강자성층(6)에 대해서 스퍼터링 및 디핑에 의한 종래의 방법으로 연속적으로 형성된 보호성 오버코트(PO) 및 윤활성 탑코트(LT)를 더 포함하며, 상기 층들은 존재하지만, 본 발명의 중요한 특성들을 불필요하게 혼란스럽게 하지 않기 위해서 도6-9의 실시예들에는 도시되지 않는다.
도6-8 각각은 본 발명의 실시예들을 예시하는데, 연결 구조는 수직으로 공간 분리된 안정층 및 메인 기록층(6,5) 각각의 사이에 삽입된 상기 언급된 비-자기 스페이서층(7), 그리고 비-자기 스페이서층(7)과 상부 메인 기록층(5) 및/또는 하부 안정층(5) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 필수적으로 포함하는데, 이는 하부 및 상부 수직 강자성층들(6,5) 각각 사이의 RKKY-형태의 연결을 더 증가시키기 위함이다.
더 특히, 도6은 본 발명에 따른 AFC 수직 자기 기록 매체(30)의 일 실시예를 예시하는데, 강자성 계면층(8U)은 비-자기 스페이서층(7)과 상부 메인 기록층(5) 사이의 계면에 존재한다; 도7은 본 발명에 따른 자기 기록 매체(40)의 일 실시예를 도시하는데, 강자성 계면층(8L)은 비-자기 스페이서층(7)과 하부 안정층(5) 사이의 계면에 존재한다; 도8은 본 발명에 따른 자기 기록 매체(50)의 일 실시예를 도시하는데, 강자성 계면층(8U,8L)은 비-자기 스페이서층(7), 상부 메인 기록층(5) 및 하부 안정층(5) 사이의 계면들 각각에 존재한다.
본 발명에 따르면, 매체(30,40,50)의 강자성 계면층들(8,8U,8L) 각각은 포화자기값 Ms>300 emu/cc을 가지는 약 40Å 두께의 강자성 물질층에 약 1 모노층을 포함한다. 강자성 계면층들(8,8U,8L) 각각은 Fe, Co, FeCo로부터 선택된 높은 모멘트 구성요소 또는 합금, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 그것들의 합금을 포함하는데, 합금에서 Co, Fe, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 적어도 하나의 계면층(8,8U,8L)의 두께에 대해서 비-자기 스페이서층(7)을 가진 계면근처에서 더 높게, 하부 안정층(6) 또는 상부 메인 기록층(5)을 가진 계면근처에서 더 낮게 변한다.
본 발명은 또한 메인 기록층(5) 및 비-자기 스페이서층(7) 사이의 적어도 하나의 추가 스택된 층들 쌍을 포함하는 자기 기록 매체의 형성을 고려한다. 각각의 추가 스택된 층들 쌍은 수직 자기 이방성 및 비-자기 스페이서층을 가진 자기층을 포함하며, 자기층들과 비-자기 스페이서층들은 적층부의 두께에 대해서 번갈아 일어난다. 자기층들의 자기 에너지 및 인접한 자기 층들(우선적으로 RKKY-형태의 연결 및 쌍극자-쌍극자 상호작용들) 사이의 연결 에너지는 매체의 데이터 저장 상태의 인접한 자기층들의 자기 모멘트들의 역-평행 정렬을 제공하기 위해서 조절된다.
도9는 하부의 얇은 강자성 계면층들(8L1,8L2) 및 상부의 얇은 강자성 계면층들(8U1,8U2)을 각각 따라, 2개의 스택된 자기 결합된 수직 강자성층들(51,52) 및 각각의 얇은 비-자기 스페이서층들(71,72)을 포함하는 자기 매체(60)를 예시한다. 매체(60)는 하나의 수직 자기 이방성 안정층(6)을 더 포함한다.
바람직하게, 예시된 본 발명의 자기 연결 구조를 포함하는 박막층들 각각이 증착되거나 또는 그렇지 않으면 종래의 물리적 기상 증착(PVD) 기술들(간결함을 위해 여기서 도시되지 않음), 예를 들면 스퍼터링, 또는 스퍼터링 또는 진공증착 등으로부터 선택된 PVD 기술들의 조합에 의해서 형성된다.
이어, 본 발명은 바람직하게 높은 퀄러티, 열적 안정성, 높은 면적당 기록 밀도의 수직 자기 기록 매체를 제공하는데, 상기 매체는 또 다른 경질의 수직 강자성 층, 즉 안정층을 가진 경자성 수직 메인 강자성 기록층의 자기 연결을 통해서 개선된 열적 안정성 및 SMNR을 달성한다. 또한, 본 발명의 방법론은 하드 디스크들과 같은 자기 기록 매체의 자동화된 대규모 제조를 위한 종래의 제조 기술 및 장치(예, 스퍼터링 기술/장치)를 이용하여 효율적 비용의 방법으로 실행될 수 있다. 마지막으로, 본 발명은 하드 디스크들의 사용에 한정된다기 보다는 장치들, 제품들, 및 응용들의 모든 방법의 사용에 적당한 열적으로 안정하고 높은 면적당 밀도를 가진 수직 자기 기록 매체의 형성에 적용될 수 있다.
상기 설명에서, 다수의 특정 설명들이 본 발명을 더 알기 쉬운 이해를 제공하기 위해서 특정 물질들, 구조들, 프로세스들 등에 대해서 개시되었다. 그러나 본 발명은 여기에 특정되어 개시된 설명들에 한정되지 않고 실행될 수 있다. 다른 예에서, 공지된 프로세싱 기술들 및 구조들은 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해서 설명되지 않았다.
단지 바람직한 소정의 실시예들 및 다양한 예들이 본 발명의 설명에 개시되었다. 본 발명은 다른 조합들 및 환경들에서 사용될 수 있고 여기에 설명된 발명개념의 범위내에서 변화 및/또는 변경들이 가능하다.
Claims (20)
- 높은 면적당 기록 밀도를 가지고 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체(20-60)로서:(a)표면을 가지는 비-자기 기판(2); 및(b)상기 기판 표면 위에 형성된 적층부(layer stack)를 포함하며, 상기 적층부는 상기 기판 표면으로부터 위에 놓이는 순서로:연질 강자성 물질 또는 얇은 비-자기 스페이서층들에 의해서 분리된 다수의 연질 강자성 물질층들로 구성된 하부층(3);적어도 하나의 비-자기 중간층(4);경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 안정층(6);비-자기 스페이서층(7); 및경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 메인 기록층(5)을 포함하며,상기 수직 이방성 안정층(6), 및 상기 수직 이방성 메인 기록층은 상기 비-자기 스페이서층(4)에 대해서 반-강자성 결합되어 상기 안정층 및 메인 기록층의 자기 모멘트를 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR과 열적 안정성을 제공하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,상기 비-자기 스페이서층(7)은 약 2내지 약 15Å 두께이고 안정층과 메인 기록층(5) 사이의 반-강자성 결합을 최대화하기 위해서 선택되며, Ru,Rh,Ir,Cr,Cu,Re,V, 및 그것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하며, 상기 적층부(b)는,상기 비-자기 스페이서층(7) 및 상기 메인 기록층(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 선택적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서,상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)은 상기 비-자기 스페이서층(7)과 상기 메인 기록층(5) 사이의 계면에 존재하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서,상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)은 상기 비-자기 스페이서층(7)과 상기 안정층(6) 사이의 계면에 존재하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서,상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)은 상기 비-자기 스페이서층(7) 및 각각의 상기 메인 기록층(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 계면들에 존재하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제2항에 있어서,상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)은 포화 자기값 Ms> 300 emu/cc 를 가지는 약 40Å 두께의 강자성 물질층에 약 1 모노층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제6항에 있어서,상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)은 높은 모멘트 구성요소층 또는 Fe, Co, FeCo로 부터 선택된 합금, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, Au 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 합금들층을 포함하며, 상기 합금에서 Co, Fe, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 상기 비-자기 스페이서층(7)을 가진 계면 근처에서 더 높고 상기 안정층(6) 또는 상기 메인기록층(5)을 가진 계면 근처에서 더 낮게 상기 적어도 하나의 계면층(8)의 두께에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,상기 적층부는 상기 메인 기록층(5) 및 상기 비-자기 스페이서층(7) 사이의 적어도 하나의 추가적으로 적층된 한 쌍의 층들을 포함하고, 수직 이방성 자기층(5) 및 비-자기 스페이서층(7)을 포함하여, 상기 적층부는 교번하는 자기층들(5) 및 비-자기 스페이서층(7)을 포함하고, 상기 자기층들의 자기 에너지들과 상기 자기층들 사이의 결합 에너지들은 상기 매체에 데이터가 저장되는 동안 인접한 자기층들의 자기 모멘트들의 역-평행 정렬을 제공하기 위해서 선택되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제8항에 있어서,상기 비-자기 스페이서층들(7) 및 상기 메인 기록층들(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,상기 안정층(6) 및 상기 메인 기록층(5) 각각은 CoCr 및 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Fe, Ni, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 CoCr으로부터 선택된 약 3내지 약 300Å 두께의 강자성 합금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,상기 안정층(6) 및 상기 메인 기록층(5) 각각은 약 10내지 약 300Å 두께의 (CoX/Pb 또는 Pt)n, (FeX/Pb 또는 Pt)n, 또는 (FeCoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자구조를 포함하고, 여기서 n은 약 1부터 약 25까지의 정수이고, Co-기초, Fe-기초, CoFe-기초의 자기 합금 교번층들의 각각의 두께는 약 1.5내지 약 10Å이고, X는 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cr, 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소이고, 비-자기 Pd 또는 Pt 교번층들 각각의 두께는 약 3내지 약 15Å인 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,상기 비-자기 기판(2)은 Al, NiP-도금 Al, Al-Mg 합금들, 다른 Al-기초 합금들, 다른 비-자기 금속들, 다른 비-자기 합금들, 유리, 세라믹들, 폴리머들, 유리-세라믹들, 및 그것의 화합물 및/또는 적층물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하고;상기 하부층(3)은 Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoTaZr, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeTaC, FeAlN, FeTaN, CoFeZr, FeCoB, 및 FeCoC로부터 선택된 적어도 하나의 연질 강자성 물질로 구성되는 약 500내지 약 4000Å 두께층을 포함하고; 및상기 적어도 하나의 중간층(4)은 Pt, Pd, Ir, Re, Ru, Hf, 그것의 합금들, 또는 Cr, Pt, Ta, 및 B중 적어도 하나를 가진 육방 Co-기초 비-자기 합금으로부터 선택된 적어도 하나의 비-자기 물질의 약 10내지 약 300Å 두께의 층 또는 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 제1항에 있어서,(c)상기 메인 기록층(5) 위에 보호성 오버코트층(PO); 및(d)상기 보호성 오버코트층(PO) 위에 윤활성 탑코트층(LT)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체.
- 높은 면적당 기록 밀도를 가지고 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,(a)표면을 가지는 비-자기 기판(2)을 제공하는 단계; 및(b)상기 기판 표면 위에 적층부를 형성하고, 상기 기판 표면으로부터 위에 놓이는 순서로 층들을 형성하기 위해서:(b1)연질 강자성 물질 또는 얇은 비-자기 스페이서층들에 의해서 분리되는 다수의 연자성 물질층들로 구성되는 하부층(3)을 형성하는 단계;(b2)적어도 하나의 비-자기 중간층(4)을 형성하는 단계;(b3)경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 안정층(6)을 형성하는 단계;(b4)비-자기 스페이서층(7)을 형성하는 단계; 및(b5)경질 강자성 물질로 구성된 수직 이방성 메인 기록층(5)을 형성하는 단계를 포함하며,상기 수직 이방성 안정층(6) 및 상기 수직 이방성 메인 기록층(5)은 상기비-자기 스페이서층(7)에 대하여 반-강자성 결합되어(AFC) 상기 안정층 및 기록층의 자기 모멘트를 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR 및 열적 안정성을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 단계(b4)는 Ru, Rh, Ir, Cr, Cu, Re, V, 및 그것들의 합금들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 안정층(6)과 메인 기록층(5) 사이의 반-강자성 결합을 최대화하기 위해서 선택된 약 2내지 약 15Å 두께의 비-자기 물질층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 방법은,(b6)상기 비-자기 스페이서층(7) 및 상기 메인 기록층(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 형성하는 단계를 선택적으로 더 포함하며, 상기 단계(b6)는:(ⅰ)상기 비-자기 스페이서층(7)과 상기 메인 기록층(5) 사이의 계면에 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 단계;(ⅱ)상기 비-자기 스페이서층(7) 및 상기 안정층(6) 사이의 계면에 상기 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 형성하는 단계; 및(ⅲ)상기 비-자기 스페이서층과 상기 메인 기록층(5) 및 상기 안정층(6) 각각 사이의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층(8)을 형성하는 단계 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제15항에 있어서,상기 단계(b6)는, 포화자기값 Ms>300 emu/cc을 가지는 약 40Å 두께의 강자성 물질층에 약 1 모노층을 형성하는 단계, 및 Fe, Co, FeCo로부터 선택된 높은 모멘트 구성요소 또는 합금, 및 Cr, Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cu, Ag, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 그것들의 합금을 포함하는 단계를 포함하고, 상기 합금에서 Co, Fe, 또는 CoFe의 농도는 일정하거나 또는 상기 적어도 하나의 계면층(8)의 두께에 대해서 상기 비-자기 스페이서층(7)을 가진 계면근처에서 더 높게, 상기 안정층(6) 또는 상기 메인 기록층(5)을 가진 계면근처에서 더 낮게 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 단계(b)는,(b6)상기 단계(b5)에서 형성된 상기 메인 기록층과 접하여 위에 쌓이는 비-자기 스페이서층(7)을 형성하는 단계; 및(b7)상기 단계(b6)에서 형성된 비-자기 스페이서층과 접하여 위에 쌓이는 수직 이방성 메인 기록층(5)을 형성하는 순차 단계들을 더 포함하며,상기 단계(b7) 다음 수행 단계(b6)의 시퀀스는 한 번 이상 수행되고, 단계(b)는 상기 비-자기 스페이서층들(7) 및 상기 메인 기록층들(5) 및 상기 안정층(6) 사이의 적어도 하나의 계면에 적어도 하나의 강자성 계면층을 형성하는 단계(b8)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서,상기 안정층(6) 및 상기 메인 기록층(5)을 형성하는 단계들(b3,b5)은:(ⅰ)CoCr 및 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Fe, Ni, 및 W로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 함유한 CoCr로부터 선택된 약 3내지 약 300Å 두께의 강자성 합금층; 및(ⅱ)약 10 내지 약 300Å두께의 (CoX/Pd 또는 Pt)n, (FeX/Pd 또는 Pt)n, 또는 (FeCoX/Pd 또는 Pt)n다층 자기 초격자 구조층으로부터 선택된 수직 이방성 경질 강자성층을 형성하는 단계를 각각 포함하고, 여기서 n은 약 1부터 약 25까지의 정수이고, Co-기초, Fe-기초, 또는 CoFe-기초 자기 합금의 교번적인 층들 각각은 약 1.5내지 약 10Å 두께이고, X는 Pt, Ta, B, Mo, Ru, Si, Ge, Nb, Ni, Cr, 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소이고, 비-자기 Pd 또는 Pt의 교번적인 층들 각각은 약 3내지 약 15Å 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제14항에 있어서,단계(a)는 Al, NiP-도금 Al, Al-Mg 합금들, 다른 Al-기초 합금들, 다른 비-자기 금속들, 다른 비-자기 합금들, 유리, 세라믹, 폴리머, 유리-세라믹, 및 그것의 화합물들 및/또는 적층물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질들을 포함하는 비-자기 기판(2)을 제공하는 단계를 포함하고;단계(b1)는 Ni, NiFe(퍼멀로이), Co, CoZr, CoZrCr, CoZrNb, CoTaZr, CoFe, Fe, FeN, FeSiAl, FeSiAlN, FeTaC, FeAlN, FeTaN, CoFeZr, FeCoB, 및 FeCoC로부터 선택된 적어도 하나의 연질 강자성 물질로 구성된 약 500내지 약 4000Å 두께의 층을 포함하는 하부층(3)을 형성하는 단계를 포함하고;단계(b2)는 약 10내지 약 300Å 두께의 Pt, Pd, Ir, Re, Ru, Hf, 그것의 합금들, 또는 Cr, Pt, Ta, 및 B 중 적어도 하나를 가진 육방 Co-기초 비-자기 합금으로부터 선택된 적어도 하나의 비-자기 물질층 또는 층들을 포함하는 적어도 하나의 중간층(4)을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 방법은,(c)상기 메인 기록층 위에 보호성 오버코트층(PO)을 형성하는 단계; 및(d)상기 보호성 오버코트층 위에 윤활성 탑코트층(LT)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 높은 면적당 기록 밀도를 가지고, 반-강자성 결합된("AFC") 수직 자기 기록 매체로서,(a)경질 강자성 물질로 각각 구성된 한 쌍의 수직 공간-분리된 수직 자기 이방성층들(5,6); 및(b)상기 한 쌍의 수직 공간 분리된 층들을 반-강자성 연결하여 그것의 자기 모멘트들을 역-평행하게 지향하고 따라서 상기 매체에 증가된 SMNR 및 열적 안정성을 제공하기 위한 수단들을 포함하는 수직 자기 기록 매체.
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