專利名稱：磁記錄介質(zhì)及磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁記錄介質(zhì)及磁記錄裝置。
背景技術(shù)：
近年來，磁存儲裝置例如硬盤驅(qū)動(dòng)器或類似裝置的存儲容量有了顯著的提高，而用在這些裝置中的磁記錄介質(zhì)的表面記錄密度也在平穩(wěn)的增長。已用作這種磁記錄介質(zhì)多年的介質(zhì)包括面內(nèi)(in-plane)記錄介質(zhì)，其中，在記錄層中記錄的磁化方向沿著面內(nèi)方向。但是，在這種面內(nèi)磁記錄介質(zhì)中，記錄位由于記錄磁場及熱起伏而易于消失，所以增加表面記錄密度受到限制。
這樣，作為一種記錄位比面內(nèi)磁記錄介質(zhì)更具熱學(xué)穩(wěn)定性且可能增大表面記錄密度的介質(zhì)，垂直磁記錄介質(zhì)——其中記錄于記錄層中的磁化方向與該介質(zhì)垂直——已被開發(fā)并實(shí)際用于某些產(chǎn)品。
在垂直磁記錄介質(zhì)中，如同面內(nèi)記錄介質(zhì)一樣，需要極佳的熱波動(dòng)抵抗力以使該記錄層的磁化方向不至于因?yàn)闊岫环D(zhuǎn)，并且需要低噪聲的特性。
在一些同時(shí)追求熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲特性的技術(shù)當(dāng)中，在記錄層中的磁性顆粒相互之間的距離相隔很遠(yuǎn)以增強(qiáng)其矯頑力。但是，在這些方法中，記錄層的飽和磁場強(qiáng)度會(huì)大于由記錄磁頭所產(chǎn)生的記錄磁場，從而產(chǎn)生記錄層的寫入性能退化的新問題。
因此，垂直磁記錄介質(zhì)需要以均衡的方式來同時(shí)實(shí)現(xiàn)低噪聲特性、熱波動(dòng)抵抗力及寫入性能。
需要注意的是下述文獻(xiàn)公開了與本發(fā)明有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)。
日本專利特開2001-148109號公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2001-101643號公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開平11-296833號公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本專利特開2001-155321號公報(bào) 日本專利特開2005-353256號公報(bào)[非專利文獻(xiàn)1]Oikawa，T.等人的“CoPtCr-Sio/Sub 2/垂直記錄介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及磁特性”，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)磁學(xué)分刊，2002年9月，第38卷，第1976-1978頁(Oikawa，T et al.，″Microstructure and magnetic properties ofCoPtCr-SiO/Sub 2/perpendicular recording media，″IEEE Transactions on Magnetics，September 2002，Vol.38，Pages 1976-1978)；[非專利文獻(xiàn)2]Ando，T.等人的“具有高SN比及信號穩(wěn)定性的三層垂直記錄介質(zhì)”，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)磁學(xué)分刊，1997年9月，第33卷，第2983-2985頁(Ando，T.et al.，″Triple-layer perpendicular recording media for highSN ratio and signal stability，″IEEE Transactions on Magnetics，September 1997，Vol.33，Pages 2983-2985)；[非專利文獻(xiàn)3]Acharya，B.R.等人的“用于高密度垂直記錄的反向平行耦合的軟襯層”，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)磁學(xué)分刊，2004年7月，第40卷，第2383-2385頁(Acharya，B.R.et al.，″Anti-parallel coupled soft underlayers forhigh-density perpendicular recording″，IEEE Transactions on Magnetics，July 2004，Vol.40，Pages 2383-2385)；[非專利文獻(xiàn)4]Takenori，S.等人的“用于垂直記錄介質(zhì)的交互耦合IrMn/CoZrNb軟襯層”，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)磁學(xué)分刊，2002年9月，第38卷，第1991-1993頁(Takenori，S.et al.，″Exchange-coupled IrMn/CoZrNb softunderlayers for perpendicular recording media，″IEEE Transactions on Magnetics，September 2002，Vol.38，Pages 1991-1993)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，其提供了一種磁記錄介質(zhì)，包括基底構(gòu)件；形成于該基底構(gòu)件上的襯層；形成于該襯層上的第一記錄層，該第一記錄層具有各向異性磁場為Hk1的垂直磁各向異性、t1的厚度以及Ms1的飽和磁化強(qiáng)度；及形成于該第一記錄層之上或之下的第二記錄層，該第二記錄層與該第一記錄層接觸，并且該第二記錄層具有各向異性磁場為Hk2的垂直磁各向異性、t2的厚度以及Ms2的飽和磁化強(qiáng)度；其中所述的各向異性磁場強(qiáng)度Hk1及Hk2、所述厚度t1及t2、以及所述的飽和磁化強(qiáng)度Ms1及Ms2分別滿足Hk2＜Hk1及(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1。
根據(jù)本發(fā)明，該第一及第二記錄層的各向異性磁場強(qiáng)度Hk1及Hk2滿足條件Hk2＜Hk1。此特征在該第一記錄層的垂直磁各向異性大于該第二記錄層的磁各向異性時(shí)可以觀測到。
因而該第一記錄層具有大的垂直磁各向異性。因此，當(dāng)僅存在該第一記錄層時(shí)，該第一記錄層的磁化方向?qū)⒑茈y被外磁場翻轉(zhuǎn)，因而磁信息的寫入變得困難。有鑒于此，在本發(fā)明中，設(shè)置第二記錄層與該第一記錄層相接觸。該第二記錄層具有弱的垂直磁各向異性，從而其磁化方向很容易就能被外部磁場翻轉(zhuǎn)。所以，當(dāng)該第二記錄層的磁化方向被外部磁場翻轉(zhuǎn)時(shí)，該第一記錄層的磁化方向也由于這些記錄層之間的相互旋轉(zhuǎn)作用而翻轉(zhuǎn)，因此向該第一記錄層寫入磁信息變得容易。
此外，由于該第一記錄層的垂直磁各向異性大，因此該第一記錄層的每個(gè)磁疇中的磁化方向由于這些磁化方向間的相互作用而穩(wěn)定。這樣，帶有磁信息的磁化方向很難因?yàn)闊岫D(zhuǎn)。因此，該第一記錄層的熱波動(dòng)抵抗力得到提高。
此外，在本發(fā)明中，該第一、第二記錄層的厚度t1、t2及飽和磁化強(qiáng)度Ms1、Ms2滿足條件(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1。從本發(fā)明的發(fā)明人所進(jìn)行的研究中發(fā)現(xiàn)，這樣能提高在讀取寫在磁記錄介質(zhì)上的高頻信號時(shí)的SN比，并實(shí)現(xiàn)低噪聲。
通過這些特征，本發(fā)明可提供一種能同時(shí)兼顧寫入性能、熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲特性的磁記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，其提供了一種磁記錄裝置，包括磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)包括基底構(gòu)件；形成于該基底構(gòu)件上的襯層；形成于該襯層上的第一記錄層，該第一記錄層具有各向異性磁場為Hk1的垂直磁各向異性、t1的厚度以及Ms1的飽和磁化強(qiáng)度；及形成于該第一記錄層之上或之下的第二記錄層，該第二記錄層與該第一記錄層接觸，并且該第二記錄層具有各向異性磁場為Hk2的垂直磁各向異性、t2的厚度以及Ms2的飽和磁化強(qiáng)度；；該磁記錄裝置還包括磁頭，其設(shè)置成面向該磁記錄介質(zhì)；其中所述的各向異性磁場強(qiáng)度Hk1及Hk2、所述厚度t1及t2、以及所述的飽和磁化強(qiáng)度Ms1及Ms2分別滿足Hk2＜Hk1及(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1。
本發(fā)明的磁記錄裝置包括上述能同時(shí)兼顧寫入性能、熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲特性的磁記錄介質(zhì)。因此，該磁記錄裝置的記錄復(fù)制特性變得出色。


圖1A至圖1D為制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的過程中的剖視圖；圖2為用于解釋向根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的該磁記錄介質(zhì)執(zhí)行寫入操作的剖視圖；圖3A為在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例中未形成第二記錄層時(shí)的第一記錄層的磁化曲線圖；圖3B為當(dāng)非磁性層上僅形成有該第二記錄層而未形成該第一記錄層的情況下的第三記錄層的磁化曲線圖；圖3C為由該第一及第二記錄層構(gòu)成的疊層(laminate layer)的磁化曲線圖；圖4為對第一、第二記錄層的厚度與飽和磁化強(qiáng)度乘積之間的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)，與由這些記錄層構(gòu)成的疊層的飽和磁場強(qiáng)度Hs之間的關(guān)系進(jìn)行研究之后獲得的圖表；圖5為對第一、第二記錄層的厚度與飽和磁化強(qiáng)度乘積的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)，與由這些記錄層構(gòu)成的疊層的寫入能力之間的關(guān)系進(jìn)行研究之后獲得的圖表；圖6為對第一、第二記錄層的厚度與飽和磁化強(qiáng)度乘積的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)，與由這些記錄層構(gòu)成的疊層的矯頑力Hc之間的關(guān)系進(jìn)行研究之后獲得的圖表；圖7為對由第一、第二記錄層構(gòu)成的疊層的矯頑力Hc與記錄位寬度(recording bit width)WCw之間的關(guān)系進(jìn)行研究之后獲得的圖表；圖8顯示了當(dāng)磁頭讀取記錄在由該第一及第二記錄層構(gòu)成的疊層上的低頻信號時(shí)的SN比與(t2·Ms2)/(t1·Ms1)比值之間關(guān)系的圖表；圖9顯示了當(dāng)磁頭讀取記錄在由該第一及第二記錄層構(gòu)成的疊層上的高頻信號時(shí)的SN比與(t2·Ms2)/(t1·Ms1)比值之間關(guān)系的圖表；圖10為在本發(fā)明第一實(shí)施例中形成該第一記錄層及第二記錄層的順序反過來時(shí)的剖視圖；圖11根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的磁記錄裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
(1)第一實(shí)施例下面，跟隨制造過程，詳細(xì)說明本實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)。
圖1A至圖1D為制造根據(jù)本實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)的過程中的剖視圖。
首先將說明直至獲得如圖1A所示的剖面結(jié)構(gòu)的過程。
首先，在非磁性基底構(gòu)件1上形成25nm厚的CoNbZr層作為第一軟磁層2a，該非磁性基底構(gòu)件1通過在Al合金基底構(gòu)件或化學(xué)強(qiáng)化玻璃基底構(gòu)件的表面施加NiP鍍膜而制成。用作該第一軟磁層2a的CoNbZr層為非晶材料，其在0.5Pa壓力的Ar氣環(huán)境中，通過輸入功率為1kW的直流濺射法形成。
需要注意的是，微晶石(crystallized glass)、或者表面上形成有熱氧化膜的硅襯底、或者塑料襯底均可用作非磁性基底構(gòu)件1。此外，第一軟磁層2a并不限于CoNbZr層。在非結(jié)晶區(qū)域或在微晶結(jié)構(gòu)區(qū)域中可以形成包含Co、Fe及Ni中的一種或多種元素，并且包含Zr、Ta、C、Nb、Si及B中的一種或多種元素的合金層作為第一軟磁層2a。這些材料包括，例如CoNbTa、FeCoB、NiFeSiB、FeAlSi、FeTaC、FeHfC及類似的材料。
此外，雖然在下文中除非另有指明否則均使用直流濺射法作為沉積方法，但是用來沉積膜層的方法并不只限于直流濺射法。其他方法如射頻濺射、脈沖直流濺射、化學(xué)氣相沉積等也可用作沉積方法。
接下來，在0.5Pa壓力的Ar氣環(huán)境中，通過輸入功率為150W的直流濺射在該第一軟磁層2a上形成0.7nm厚的Ru層作為非磁性層2b。該非磁性層2b并不局限于Ru層。該非磁性層2b可以僅由Ru、Rh、Ir、Cu、Cr、V、Re、Mo、Nb、W、Ta及C中的任意一種組成，或者可以由包含至少一種以上元素的合金組成，或者由MgO組成。
然后，在該非磁性層2b上沉積25nm厚的非結(jié)晶材料CoNbZr作為第二軟磁層2c。該第二軟磁層2c并不局限于CoNbZr層。與該第一軟磁層2a一樣，在非結(jié)晶區(qū)域或在微晶結(jié)構(gòu)區(qū)域可以形成包含Co、Fe及Ni中的一種或多種元素，以及Zr、Ta、C、Nb、Si及B中的一種或多種元素的合金層作為第二軟磁層2c。
根據(jù)這些步驟，在該非磁性基底構(gòu)件1上形成由層2a到2c組成的底層(underlying layer)2。
在該底層2中，該軟磁層2a及2c的相鄰的飽和磁化強(qiáng)度Ms2a及Ms2c分別穩(wěn)定在彼此反向平行的狀態(tài)，即軟磁層2a及2c相互呈反鐵磁性地相耦合的狀態(tài)。此狀態(tài)隨著該非磁性層2b的厚度的增加而周期性地出現(xiàn)，而在上述狀態(tài)下，優(yōu)選地使非磁性層2c形成為厚度最薄。當(dāng)形成Ru層作為非磁性層2c時(shí)，該厚度為約0.7nm到1nm。
因?yàn)樵擄柡痛呕瘡?qiáng)度Ms2a及Ms2c呈相互反向平行，源于這些磁化強(qiáng)度的磁通量彼此抵消。所以，在沒有外部磁場的情況下，該底層2的總磁矩為零。如此，由該底層2泄漏的磁漏通量減少，進(jìn)而減少了因磁漏通量而產(chǎn)生的尖峰噪聲。
此外，當(dāng)?shù)讓?的飽和磁通密度Bs為1T或更多時(shí)，從便于磁頭進(jìn)行寫入及復(fù)制的觀點(diǎn)出發(fā)，該底層2的總厚度優(yōu)選地設(shè)定為10nm或更多，更優(yōu)選地為30nm或更多。但是，由于該底層2的膜層總厚度過厚時(shí)會(huì)增大制造成本，所以該底層2的膜層總厚度優(yōu)選地設(shè)定為100nm或更少，更優(yōu)選地設(shè)定為60nm或更少。
應(yīng)注意的是，可以形成如非專利文獻(xiàn)2和3所述的、磁化方向與一個(gè)方向?qū)R的單層反鐵磁層來代替上述的第一及第二軟磁層2a及2c被非磁性層2b相互隔開的這種結(jié)構(gòu)，作為底層2。
接下來，如圖1B所示，在8Pa壓力的Ar氣環(huán)境中，通過輸入功率為250W的直流濺射在該底層2上形成厚度約20nm的Ru層，該Ru層用做非磁性襯層(underlayer)3。
應(yīng)注意的是，該非磁性襯層3并不限定于該單層結(jié)構(gòu)。該非磁性襯層3可通過由兩層或兩層以上構(gòu)成的層形成。在這種情況下，優(yōu)選地，可以形成包括Co、Cr、Fe、Ni及Mn中任一種的Ru合金層以作為所述層中的各層。
此外，該非磁性襯層3可在該底層2上形成非晶籽晶層之后形成，以改善該非磁性襯層3的晶體取向并控制該層3的晶粒直徑。在這種情況下，優(yōu)選地，形成由Ta、Ti、C、Mo、W、Re、Os、Hf、Mg及Pt中任一種或者這些元素的合金層組成的籽晶層。
以下將描述直至得到如圖1C所示的剖面結(jié)構(gòu)的過程。
首先，將該基底構(gòu)件1置于濺射室內(nèi)，該濺射室中準(zhǔn)備有CoCrPt靶及SiO2靶。然后，通過引入Ar氣體到該室作為濺射氣體并在上述的靶及基底構(gòu)件1之間施加功率為350W的直流電，開始CoCrPt及SiO2的濺射。
根據(jù)該濺射，在該非磁性襯層3之上形成第一記錄層4。該第一記錄層4具有粒狀結(jié)構(gòu)(granular structure)，其中由CoCrPt制成的磁性顆粒4b被分散于由二氧化硅(SiO2)所制成的非磁性材料4a中。雖然該第一記錄層4的膜層厚度不受限制，但在此實(shí)施例中設(shè)定為12nm。
在前述沉積條件下形成的第一記錄層4的飽和磁化強(qiáng)度Ms1為420emu/cc。
這里，在第一記錄層4下面的由Ru形成的非磁性襯層3具有hcp(六方密堆)的晶體結(jié)構(gòu)，其作用為將該磁性顆粒4b的取向與面內(nèi)方向的垂直方向?qū)R。如此一來，該磁性顆粒4b具有hcp結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)像非磁性襯層3一樣向垂直方向延伸。此外，該hcp結(jié)構(gòu)的六角形柱的高度方向(C軸)為易磁化軸，這樣該第一記錄層4表現(xiàn)出垂直磁各向異性。
需要注意的是，雖然使用二氧化硅作為該非磁性材料4a，但是也可以使用除二氧化硅之外的氧化物作為非磁性材料4a。這些氧化物包括例如Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg及Al中任意一種的氧化物。另外，也可以使用Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg及Al中任意一種的氮化物作為非磁性材料4b。
此外，也可以使用除CoCrPt外的其他材料如包含Co、Ni及Fe中任意一種的合金作為磁性顆粒4a的材料。
然后，在Ar氣環(huán)境中通過輸入功率為400W的直流濺射在該第一記錄層4上形成厚度約6nm的CoCrPtB層作為第二記錄層5。該第二記錄層5呈垂直磁各向異性，且該飽和磁化強(qiáng)度Ms2為380emu/cc。值得注意的是，該第二記錄層5并不局限于該CoCrPtB層?？梢孕纬砂珻o、Ni及Fe中任意一種的合金形成的層來作為該第二記錄層5。
之后，如圖1D所示，利用C2H2作為反應(yīng)氣體，通過RF-CVD(射頻化學(xué)氣相沉積)法在該第二記錄層5上形成厚度約4nm的DLC(類金剛石碳)層作為保護(hù)層6。該保護(hù)層6的沉積條件為，例如沉積壓力為約4Pa，1000W的高頻電功率，在襯底及沉積噴頭之間的偏電壓為200V，以及200℃的襯底溫度。
接下來，在該保護(hù)層6之上施加一層厚度約為1nm的潤滑劑(未顯示)后，利用拋光帶(polish tape)將保護(hù)層6上的突起及雜質(zhì)清除。
這樣，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)10的基本結(jié)構(gòu)就完成了。
圖2為用來解釋向該磁記錄介質(zhì)10進(jìn)行寫入操作的剖視圖。
為了向該介質(zhì)11進(jìn)行寫入，如圖2所示，使包括主磁極13b及返回軛(return yoke)13a的磁頭13面向該磁記錄介質(zhì)10。然后使記錄磁場H通過該第一及第二記錄層4及5，該記錄磁場H產(chǎn)生于具有小橫截面的主磁極13b處，因而具有高通量密度。這樣，在具有垂直磁各向異性的第一記錄層4的位于該主磁極13b正下方的磁疇中，磁化方向被該記錄磁場H翻轉(zhuǎn)從而將信息寫入。
在以這樣的方式垂直地穿過該第一記錄層4后，該記錄磁場H沿該底層2的面內(nèi)方向運(yùn)行，與該磁頭13一起形成磁通回路，然后該記錄磁場H再次穿過該第一記錄層4，然后以低磁通密度返回到具有大橫截面的返回軛13a。該底層2的作用是以如上方式引導(dǎo)該記錄磁場H進(jìn)入膜層內(nèi)，并使該記錄磁場H垂直地穿過該第一及第二記錄層4和5。
然后，通過在根據(jù)記錄信號而改變記錄磁場H的方向的同時(shí)沿圖2中的A方向相對移動(dòng)該磁記錄介質(zhì)10及該磁頭13，沿記錄介質(zhì)10的磁道方向形成多個(gè)被垂直磁化的磁疇，這樣將記錄信號記錄在該磁記錄介質(zhì)10中。
如上所述，在本實(shí)施例中，該第一記錄層4及第二記錄層5為相互層疊。下面將說明具有這樣兩層式結(jié)構(gòu)的記錄層獲得的優(yōu)點(diǎn)。
圖3A中的實(shí)曲線為在未形成第二記錄層5的情況下向該第一記錄層4施加磁場時(shí)的磁化曲線。應(yīng)注意到，該磁場指向該第一記錄層4的易磁化軸方向。此外，水平軸代表磁場H而豎直軸則代表磁化強(qiáng)度M。而且，在圖3中，虛線代表在上述情況下當(dāng)該第一記錄層4施加面內(nèi)方向的磁場時(shí)的磁化曲線。
如前所述，該第一記錄層4具有由非磁性材料4a及磁性顆粒4b構(gòu)成的粒狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，如果該主記錄層4中的非磁性材料4a的含量增加從而將磁性顆粒4b之間的空間擴(kuò)寬，則磁性顆粒4b之間的相互作用變?nèi)?，從而該第一記錄?的磁各向異性得到增強(qiáng)。所以，即使外部磁場作用于該第一記錄層4，該磁性顆粒4b的磁化方向也不易被該外部磁場所翻轉(zhuǎn)。因此，在磁化曲線與水平軸之間形成的角a1變小，而各向異性磁場Hk1則增加。
因此，該磁各向異性可以上述角a1及各向異性磁場Hk1表示。存在一個(gè)與角a1等價(jià)的指標(biāo)，即磁化曲線的翻轉(zhuǎn)部分的斜率α1。該斜率α1也稱作“磁化翻轉(zhuǎn)參數(shù)(magnetization reversal parameter)”，其可用以下等式1來定義[等式1]α1=4πdMdH|H=Hc1=tana1]]>注意在等式1中，Hc1表示矯頑力，該矯頑力顯示了在該磁化曲線與該水平軸的交叉點(diǎn)處的磁場H的值。
在該粒狀結(jié)構(gòu)的磁層中，當(dāng)磁性顆粒4a之間的空間變大時(shí)，每個(gè)磁性顆粒的隔離程度便增大，該斜率α趨向其最小值1。相反地，當(dāng)上述空間變窄時(shí)，磁性顆粒之間的相互作用變大，α增加。
在未形成第二記錄層5的情況下，該第一記錄層4的斜率α1變成例如在1和2之間的小的值，而各向異性磁場Hk1則變成例如8-15kOe之間的大的值。
另一方面，圖3B顯示了在非磁性襯層3上只形成有該第二記錄層5而未形成第一記錄層4時(shí)，第二記錄層5的磁化曲線圖。如圖3B一樣，實(shí)線代表當(dāng)沿易磁化軸方向(垂直方向)的磁場被作用于該第二記錄層5時(shí)的磁化曲線，而虛線則代表施加面內(nèi)方向的磁場時(shí)的磁化曲線。
組成該第二記錄層5的該CoCrPtB層相對于具有粒狀結(jié)構(gòu)的該第一記錄層4具有低的磁各向異性。因此，該第二記錄層5的磁化翻轉(zhuǎn)參數(shù)(磁化曲線的斜率)α2比該第一記錄層4的磁化翻轉(zhuǎn)參數(shù)α1大，并具有在5至30的數(shù)值。此外，該第二記錄層5的各向異性磁場Hk2的數(shù)值在3到10kOe之間，該各向異性磁場小于僅有該第一記錄層時(shí)的各向異性磁場Hk1。
另一方面，圖3C為如圖1C所示的由該第一記錄層4及該第二記錄層5構(gòu)成的疊層的磁化曲線。在圖3C中，如在圖3A及圖3B一樣，實(shí)線代表當(dāng)沿易磁化軸方向的磁場被作用于該第一記錄層4時(shí)的磁化曲線，而虛線則代表施加面內(nèi)方向的磁場時(shí)的磁化曲線。
如圖3C所示，層疊的第一及第二記錄層4和5的磁化曲線的斜率α0的值為每個(gè)記錄層4和5的斜率α1及α2的中間值，而各向異性磁場Hk0的值也為上述Hk1及Hk2的中間值。原因可以考慮如下，當(dāng)該第一及第二記錄層4和5暴露于外部磁場時(shí)，磁各向異性較小因而容易對外部磁場作出反應(yīng)的第二記錄層5的磁化方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。受此磁化方向翻轉(zhuǎn)的影響，該第一記錄層4的磁化方向也翻轉(zhuǎn)，因而使由該第一及第二記錄層4和5構(gòu)成的疊層的磁各向異性小于僅有該第一記錄層4時(shí)的值。
這樣，該第二記錄層5具有輔助使磁各向異性比第二記錄層5大的第一記錄層4的磁化方向翻轉(zhuǎn)的功能。所以，相對于沒有第二記錄層5的情況，翻轉(zhuǎn)第一記錄層4的磁化方向較為容易。因此，在本實(shí)施例中，在不增加磁頭用于寫入的磁場的情況下，向該第一記錄層寫入信息變得容易。
此外，相對于第二記錄層5，該第一記錄層4本身具有大的磁各向異性，并且該層5的每個(gè)磁疇中的磁化方向相互強(qiáng)烈地耦合。所以，即使向第一記錄層4施加熱能，該第一記錄層4的磁化方向也很難翻轉(zhuǎn)，因而使該第一記錄層4具有出色的熱波動(dòng)抵抗力。
通過這些特征，在本實(shí)施例中提供了一種能同時(shí)尋求寫入性能以及熱波動(dòng)抵抗力的磁記錄介質(zhì)。
下面將參考圖4到圖9說明對該磁記錄介質(zhì)10的特征進(jìn)行研究后的結(jié)果。
在該研究中，準(zhǔn)備了多個(gè)樣本。在每一樣本中，改變該第一記錄層4的厚度t1及其飽和磁化強(qiáng)度Ms1的積t1·Ms1，以及該第二記錄層5的厚度t2及其飽和磁化強(qiáng)度Ms2的積t2·Ms2。然后，對每個(gè)樣本的下述特征進(jìn)行研究。
圖4為對層疊記錄層4和5的上述積的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)與飽和磁場強(qiáng)度Hs之間的關(guān)系進(jìn)行研究后得到的圖表。
如圖4所示，其揭示了當(dāng)比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)增大時(shí)該飽和磁場強(qiáng)度Hs減少。而飽和磁場強(qiáng)度Hs的減少有助于外部磁場將記錄層4和5的磁化方向翻轉(zhuǎn)，如此可以預(yù)期該記錄介質(zhì)10的寫入性能從而將得以改善。
為了證實(shí)這一點(diǎn)，對該層疊記錄層4和5的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)與寫入性能OW(超刻特性)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，得到了如圖5所示的結(jié)果。
如圖5所示，隨著比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)變大，寫入性能的絕對值增加，從而寫入性能如預(yù)期地得以改善。
另一方面，圖6為對該層疊記錄層4和5的比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)與矯頑力Hc之間的關(guān)系進(jìn)行研究后所得的圖表。
如圖6所示，矯頑力Hc隨著比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)的變大而減小。
圖7為對該層疊記錄層4和5的矯頑力Hc及記錄位寬度WCw之間的關(guān)系進(jìn)行研究后所得的圖表。
如圖7所示，當(dāng)矯頑力Hc變小時(shí)，該記錄位寬度WCw變寬。因此，根據(jù)圖6的結(jié)果，要縮小該記錄位寬度并改善記錄密度，優(yōu)選降低該比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)以增加該矯頑力Hc。
圖8顯示了當(dāng)通過磁頭讀取該層疊的第一和第二記錄層4和5中所記錄的低頻信號時(shí)的SN比及比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)之間關(guān)系的圖表。應(yīng)注意的是，在磁頭及電路中的噪聲并不包含于該SN比中。此外，該介質(zhì)10上寫有線性記錄密度為131K FCI(每英尺通量變化)的磁信息作為該低頻信號。
如圖8所示，當(dāng)上述比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)變大時(shí)，該低頻信號的SN比得到改善。如圖4及圖5中所解釋的，與比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)增加相關(guān)的寫入性能改善可能是產(chǎn)生此結(jié)果的一個(gè)因素。
另一方面，圖9顯示了當(dāng)通過磁頭讀取記錄在該層疊的第一和第二記錄層4和5中的高頻信號時(shí)的SN比及比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)的關(guān)系圖。如低頻信號的情況(圖8)一樣，在磁頭及電路中的噪聲并不包含于該SN比中。此外，該介質(zhì)10中寫有線性記錄密度為526K FCI的磁信息作為該高頻信號。
如圖9所示，此高頻信號的SN比有一峰值，而該SN比在比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)等于或大于1的區(qū)域迅速地降低。據(jù)認(rèn)為這可能是由于下述原因造成，即，如果比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)增加，則矯頑力Hc如圖6所示減少；所以，當(dāng)特定位的磁化方向被翻轉(zhuǎn)時(shí)，則該相鄰位的磁化方向也容易被翻轉(zhuǎn)，因而該記錄介質(zhì)10的解析度降低。
所以，從改善該高頻信號的SN比的角度出發(fā)，優(yōu)選地該比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)被設(shè)為小于1。
另一方面，根據(jù)圖9的結(jié)果，如果比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)小于0.4，該高頻信號的SN比也會(huì)降低。據(jù)認(rèn)為這是由于下述原因造成，即如圖5所示，如果比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)小，則寫入性能下降。
這樣，如圖9所示，在比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)位于0.4與0.8區(qū)間的區(qū)域，高頻信號的SN比具有相對高的值。所以，要想更有效地改善SN比，優(yōu)選將比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)設(shè)定在0.4到0.8的區(qū)間內(nèi)，即0.4≤(t2·Ms2)/(t1·Ms1)≤0.8。
這樣，通過將比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)設(shè)定小于1.0，更優(yōu)選地設(shè)定在0.4至0.8的區(qū)間，便可實(shí)現(xiàn)介質(zhì)10的低噪聲，還能同時(shí)獲得記錄介質(zhì)10的寫入性能及熱波動(dòng)抵抗力。
此外，通過使比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)減至小于1.0，矯頑力Hc如圖6所示增加，記錄位寬度如圖7所示減少。所以，可使該記錄介質(zhì)具有大的儲存容量及高的記錄密度。
需要注意的是，盡管如圖1D所示該第二記錄層5形成于該第一記錄層4上，但是形成這些記錄層的次序并不局限于此。例如，如圖10的剖視圖所示，可以先形成第二記錄層5，然后在其上形成第一記錄層4。即使是這種結(jié)構(gòu)，也能提供一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)寫入性能、熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲的磁記錄介質(zhì)。
(2)第二實(shí)施例在本實(shí)施例中將說明具有第一實(shí)施例中的磁記錄介質(zhì)10的磁記錄裝置。
圖11為該磁記錄裝置的俯視圖。該磁記錄裝置為將要安裝在個(gè)人電腦或電視攝錄機(jī)內(nèi)的硬盤驅(qū)動(dòng)器。
在此磁記錄裝置中，通過主軸發(fā)動(dòng)機(jī)或類似裝置，該磁記錄介質(zhì)10作為硬盤可旋轉(zhuǎn)地安裝于殼體17內(nèi)。此外，在殼體17內(nèi)還設(shè)有支架臂(carriagearm)，該支架臂14通過致動(dòng)裝置或類似裝置可以圍繞軸16旋轉(zhuǎn)。在該支架臂14的末端設(shè)置有磁頭13。該磁頭13從上方掃描該磁記錄介質(zhì)10，從而執(zhí)行向該磁記錄介質(zhì)10寫入以及從該磁記錄介質(zhì)10讀取的動(dòng)作。
應(yīng)該注意的是，該磁頭的類型并沒有限制。該磁頭13可由磁阻元件，如GMR(巨磁阻)元件及TuMR(隧道磁阻)元件組成。
根據(jù)此實(shí)施例，通過在第一實(shí)施例中所解釋的能同時(shí)獲得寫入性能、熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲特性的磁記錄介質(zhì)10，能夠提供具有出色的記錄及復(fù)制特性的磁記錄裝置。
應(yīng)注意的是，該磁記錄裝置并不限于上述的硬盤裝置，其可以是用于向呈柔性磁帶式磁記錄介質(zhì)中記錄磁信息的裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于該第一及第二記錄層的各向異性磁場Hk1、Hk2，其厚度t1、t2，及其飽和磁化強(qiáng)度Ms1、Ms2分別滿足條件Hk2＜Hk1及(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1，因此可以提供一種能同時(shí)獲得寫入性能、熱波動(dòng)抵抗力及低噪聲特性的磁記錄介質(zhì)，并提供一種包括該磁記錄介質(zhì)的磁記錄裝置。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包括基底構(gòu)件；形成于該基底構(gòu)件上的襯層；形成于該襯層上的第一記錄層，該第一記錄層具有各向異性磁場為Hk1的垂直磁各向異性、t1的厚度以及Ms1的飽和磁化強(qiáng)度；及形成于該第一記錄層之上或之下的第二記錄層，該第二記錄層與該第一記錄層接觸，并且該第二記錄層具有各向異性磁場為Hk2的垂直磁各向異性、t2的厚度以及Ms2的飽和磁化強(qiáng)度；其中所述的各向異性磁場Hk1及Hk2、所述厚度t1及t2、以及所述的飽和磁化強(qiáng)度Ms1及Ms2分別滿足Hk2＜Hk1及(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)位于0.4至0.8的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該第一記錄層的磁化曲線的翻轉(zhuǎn)部分的斜率α1及第二記錄層的磁化曲線的翻轉(zhuǎn)部分的斜率α2滿足α2＞α1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該第一記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)，該粒狀結(jié)構(gòu)通過將磁性顆粒分散于非磁性材料中而制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁記錄介質(zhì)，其中所述磁性顆粒由Co、Ni和Fe中的任意一種制成，而該非磁性材料是Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg及Al中的任意一種的氧化物及氮化物中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該第二記錄層由包含Co、Ni和Fe中任一種的合金制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中在該基底構(gòu)件上依序形成有第一軟磁層、非磁性層及第二軟磁層，且該襯層形成于該第二軟磁層之上。
8.一種磁記錄裝置，包括磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)包括基底構(gòu)件；形成于該基底構(gòu)件上的襯層；形成于該襯層上的第一記錄層，該第一記錄層具有各向異性磁場為Hk1的垂直磁各向異性、t1的厚度以及Ms1的飽和磁化強(qiáng)度；及形成于該第一記錄層之上或之下的第二記錄層，該第二記錄層與該第一記錄層接觸，并且該第二記錄層具有各向異性磁場為Hk2的垂直磁各向異性、t2的厚度以及Ms2的飽和磁化強(qiáng)度；以及磁頭，其設(shè)置成面向該磁記錄介質(zhì)；其中所述的各向異性磁場強(qiáng)度Hk1及Hk2、所述厚度t1及t2、以及所述的飽和磁化強(qiáng)度Ms1及Ms2分別滿足Hk2＜Hk1及(t2·Ms2)/(t1·Ms1)＜1。
9.如權(quán)利要求8所述的磁記錄裝置，其中比值(t2·Ms2)/(t1·Ms1)位于0.4至0.8的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8所述的磁記錄裝置，其中該第一記錄層的磁化曲線的翻轉(zhuǎn)部分的斜率α1及第二記錄層的磁化曲線的翻轉(zhuǎn)部分的斜率α2滿足α2＞α1。
11.如權(quán)利要求8所述的磁記錄裝置，其中該第一記錄層具有粒狀結(jié)構(gòu)，該粒狀結(jié)構(gòu)通過將磁性顆粒分散于非磁性材料中而制成。
12.如權(quán)利要求8所述的磁記錄裝置，其中所述磁性顆粒由Co、Ni和Fe中的任意一種制成，而該非磁性材料是Si、Ta、Ti、Zr、Cr、Hf、Mg及Al中的任意一種的氧化物及氮化物中的任一種。
13.如權(quán)利要求8所述的磁記錄裝置，其中該第二記錄層由包含Co、Ni和Fe中任一種的合金制成。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種磁記錄介質(zhì)10，其包括非磁性的基底1；形成于該非磁性基底1上的非磁性襯層3；形成于該非磁性襯層3上的第一記錄層4，第一記錄層4具有垂直磁各向異性，其各向異性磁場為H
文檔編號G11B5/667GK101046979SQ20061010750
公開日2007年10月3日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者稻村良作, 貝津功剛 申請人:富士通株式會(huì)社