專利名稱：圖案化磁記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄介質(zhì)及其制造方法，更具體地講，涉及一種圖案化 磁記錄介質(zhì)及其制造方法。
背景技術(shù)：
最近，隨著用戶使用信息的增加，對(duì)高記錄密度的磁記錄介質(zhì)的需求也 增力口 了 。
在連續(xù)的磁層用作記錄層的連續(xù)磁記錄介質(zhì)(以下，稱作連續(xù)介質(zhì))中， 為了增大記錄密度，必須減小磁層的磁顆粒大小。然而，如果磁層的磁顆粒 大小被減小到小于連續(xù)介質(zhì)中的臨界值，那么發(fā)生超順磁效應(yīng)。超順磁效應(yīng) 會(huì)減小磁顆粒的熱穩(wěn)定性。這意味著，記錄在連續(xù)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的保持特性 降低。因此，難以通過(guò)減小磁層的磁顆粒大小來(lái)增大連續(xù)介質(zhì)的記錄密度。
作為 一種用于超越連續(xù)介質(zhì)的記錄密度限制的方案，已提出 一種對(duì)應(yīng)于 比特區(qū)域的磁疇被彼此隔離的圖案化磁記錄介質(zhì)(以下，稱為圖案化介質(zhì))。
已知圖案化介質(zhì)的記錄密度為大約1兆兆位/英寸2 (terabit/in2)或更高，這 比連續(xù)介質(zhì)的記錄密度要高得多。
優(yōu)選的是，圖案化介質(zhì)的記錄數(shù)據(jù)的記錄層具有垂直于基底的易磁化軸， 因而具有垂直磁各向異性。通過(guò)增加磁層的縱橫比將形狀;茲各向異性(shape magnetic anisotropy)貝武予石茲層或者通過(guò)控制；茲層的晶體耳又向方向(crystalline orientation direction)將磁晶各向異性賦予磁層，能夠獲得磁層的垂直磁各向 異性。然而，很難實(shí)現(xiàn)具有大縱橫比的磁層。因而，期望通過(guò)控制磁層的晶 體取向方向?qū)⒋啪Ц飨虍愋再x予磁層。由于磁晶各向異性而具有垂直磁各向 異性的磁層包括具有無(wú)序相位的CoP、 CoPt合金和具有L1q有序相位的CoPt 或FePt合金等。CoP可通過(guò)無(wú)電鍍或電鍍形成，但是具有較低的磁晶各向異 性能。因而，CoP可能不適合在高密度記錄介質(zhì)中使用。具有Llo有序相位 的CoPt或FePt合金具有高磁晶各向異性能。然而，需要500°C或更高的高 溫退火處理來(lái)獲得有序相位。因而，處理復(fù)雜，而且可能發(fā)生層與層之間的
相互擴(kuò)散。同時(shí)，在具有無(wú)序相位的CoPt合金的情況下，可通過(guò)電鍍?cè)?00°C 的低溫或更低形成層，而且CoPt合金具有較高的磁晶各向異性。在傳統(tǒng)技術(shù) 中，當(dāng)通過(guò)電鍍形成CoPt合金時(shí)，使用堿性電鍍液。同樣，CoPt合金包含 少量(最多百分之幾)的磷(P)。
然而，具有包含P的CoPt層作為記錄層的圖案化介質(zhì)(以下，稱為傳統(tǒng) 圖案化介質(zhì))具有以下問(wèn)題。
第一，P通常存在于顆粒邊界處。存在于顆粒邊界處的P造成顆粒邊界 腐蝕，從而降低了介質(zhì)的抗腐蝕性。同樣，介質(zhì)的可靠性降低。
第二，存在于傳統(tǒng)圖案化介質(zhì)的顆粒邊界處的P可能降低磁疇的反向磁 化特性。為了提高磁記錄介質(zhì)的讀/寫(xiě)特性和記錄密度，可通過(guò)相干旋轉(zhuǎn) (coherent rotation)來(lái)倒轉(zhuǎn)/磁疇的/f茲化方向。這意p未著，^磁疇的晶體顆粒的 磁化方向被同時(shí)倒轉(zhuǎn)。然而，存在于顆粒邊界處的P是傳導(dǎo)的，磁性地將晶 體顆粒彼此分離，從而擾亂相干旋轉(zhuǎn)。因而，傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良的 讀/寫(xiě)特性和高記錄密度的圖案化介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)良的抗腐蝕性和反向磁化特性的圖案化磁記錄介質(zhì)。
本發(fā)明還提供了 一種制造所述圖案化磁記錄介質(zhì)的方法。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種圖案化磁記錄介質(zhì)，所述介質(zhì)包括基
底和按照一定的間隔設(shè)置在所述基底上的多個(gè)磁記錄層，其中，所述磁記錄
層由包括Co、 Pt和Ni的合金形成。 所述合金可以是CoNiPt。
CoNiPt中Co的含量(X)(原子百分比)可以是70$ X < 90， Pt的含量 (Y)(原子百分比)可以是10SY〈30， Ni的含量(Z)(原子百分比)可以 是(KZ-0。
所述介質(zhì)還可包括置于基底和磁記錄層之間的下層，該下層由軟磁層和 中間層形成。
中間層可具有六方密堆積(HCP)或面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)。 具有HCP結(jié)構(gòu)的中間層可具有平行于基底的<002>取向面。 具有FCC結(jié)構(gòu)的中間層可具有平行于基底的〈111〉取向面。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造圖案化磁記錄介質(zhì)的方法，所 述介質(zhì)包括基底和按照一定間隔設(shè)置在所述基底上的多個(gè)磁記錄層，所述方
法包括在所述基底上形成下層；在所述下層上形成非;茲板，所述非磁板具 有所述下層通過(guò)其暴露的多個(gè)孔；用包括Co、 Pt和Ni的;茲層填充所述孔。 可通過(guò)電鍍方法形成所述磁層。
電鍍方法所使用的電解液可包括Co"、 P產(chǎn)和N嚴(yán)，Co2+、 P產(chǎn)和N產(chǎn)的 濃度x、 y和z (mol/L)可滿足3S(x+y)/z〈100。所述下層可包括軟磁層和置 于軟磁層上的中間層。
中間層可具有六方密堆積(HCP)或面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)。， 具有HCP結(jié)構(gòu)的中間層可具有平行于基底的<002>取向面。 具有FCC結(jié)構(gòu)的中間層可具有平行于基底的<111>取向面。 可通過(guò)納米壓印方法形成所述板。
在形成磁層時(shí)，可在垂直于基底的方向?qū)⒋艌?chǎng)施加于基底。 根據(jù)本發(fā)明，可抑制磁層的顆粒邊界腐蝕，可提高;茲層的垂直矯頑力和 反向磁化特性。因而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化記錄介質(zhì)具有優(yōu)良的可靠 性和讀/寫(xiě)特性，具有l(wèi)兆兆位/英寸2或更高的高記錄密度。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上 述和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化磁記錄介質(zhì)的剖面圖2A至圖2C是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造圖1中的圖案化磁記錄介 質(zhì)的方法的剖面圖3是Co-Ni合金的相位圖4是示出根據(jù)電解液中硫酸鎳的濃度磁層的垂直矯頑力的改變的曲線
圖5是示出根據(jù)電解液中硫酸鎳的濃度磁層的矩形度的改變的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性 實(shí)施例。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)域的厚度被夸大。附圖中相同的標(biāo)號(hào)
表示相同的部件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化磁記錄介質(zhì)(以下，稱為圖案化介質(zhì)) 的剖面圖。
參照?qǐng)D1,下層330形成在基底300上，非磁板340a被置于下層330上。 形成陣列并且下層330通過(guò)其被暴露的多個(gè)孔H形成在板340a中?；?00 可以是硅基底、玻璃基底和鋁合金基底之一。下層330可以是軟》茲層310和 中間層320被順序疊置的結(jié)構(gòu)。軟磁層310可以是CoZrNb層、NiFe層、NiFeMo 層和CoFeNi層之一，其厚度可以為大約5-300 nm。中間層320可以是非磁 層。中間層320可以是具有六方密堆積(HCP)或面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)的 金屬層。例如，中間層320可以是Ti、 Ru、 Pt、 Cu和Au之一，其厚度可以 是幾納米到幾十納米(nm)。此外，中間層320可具有HCP (002)取向面或 者等同于HCP (002)取向面的FCC (111)取向面，所述HCP (002)取向 面具有與稍后將形成的磁層350失配的小晶格參數(shù)。這樣，可提高將形成在 中間層320上的^茲層350的取向特性。
板340a的孔H充滿》茲層350。 /磁層350是記錄數(shù)據(jù)的記錄層，可以是包 括Co、 Pt和Ni的合金，例如CoNiPt。 CoNiPt中Co的含量X (原子百分比) 可以是70SX〈90, Pt的含量Y (原子百分比)可以是10^Y〈30， Ni的含 量Z(原子百分比)可以是(KXS20。磁層350的厚度可以是大約10-200nm。 磁層350具有HCP結(jié)構(gòu)，并且被取向?yàn)槭沟么怪庇诨?00的方向的結(jié)晶方 向?yàn)?lt;002>。按照這種方式，磁層350表現(xiàn)出垂直磁各向異性。
同時(shí)，還可將晶種層(未示出)設(shè)置在基底300和下層330之間，以粘 附基底300和下層330?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域公知的沉積法，例如噴鍍(sputtering ) 來(lái)形成晶種層。晶種層可由Ta、 Cr和Ti之一形成。在這種情況下，晶種層 的厚度可以是大約5-20 nm。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D2A至圖2C來(lái)描述圖1所示的圖案化介質(zhì)的制造方法。
參照?qǐng)D2A，下層330形成在基底300上，樹(shù)脂層340 (例如感光層)被 涂覆到下層330上?？赏ㄟ^(guò)將軟磁層310和中間層320順序地疊置在基底300 上來(lái)形成下層330。晶種層(未示出)可形成在基底300和下層330之間， 厚度為大約5-20nm。通過(guò)噴鍍，晶種層可由Ta、 Cr和Ti之一形成。
參照?qǐng)D2B,通過(guò)將樹(shù)脂層340圖案化來(lái)形成包括多個(gè)孔H的板340a, 通過(guò)所述多個(gè)孔H,下層330被暴露。板340a是非磁層。形成所述多個(gè)孔H
以形成陣列。可通過(guò)將感光層涂覆到下層330上然后使用諸如電子束蝕刻、 利用紫外線(UV)或激光的干涉的蝕刻、利用陽(yáng)極氧化或雙嵌段共聚物的自 然蝕刻或者利用納米粒子的納米球蝕刻的多種蝕刻方法之一將感光層圖案化 來(lái)形成板340a。
此外，可^f吏用納米壓印形成板340a。具體地講，通過(guò)包括蝕刻方法在內(nèi) 的納米圖案化來(lái)制造原模(master stamp),隨后諸如感光層的樹(shù)脂層340被 涂覆到下層330上。然后，使用原模來(lái)壓印樹(shù)脂層340,按照納米級(jí)將其圖 案化，因此，形成多個(gè)孔H。
這種納米壓印工藝筒單經(jīng)濟(jì)，因而適合批量生產(chǎn)。然而，當(dāng)使用納米壓 印工藝形成孔H時(shí)，樹(shù)脂層340的一部分可能殘存在孔H的底部?？赏ㄟ^(guò)反 應(yīng)離子蝕刻(RIE )或等離子灰化(plasma ashing )來(lái)去除殘存在孔H的底部 的樹(shù)脂層340。
參照?qǐng)D2C,孔H中充滿;茲層350。可通過(guò)電鍍方法來(lái)形成》茲層350。電 鍍方法中所使用的電解液包括Co源、Pt源和Ni源。含Co的金屬鹽，諸如 硫酸鈷(CoS04*7H20 )、 氯化鈷(CoCl2'6H20 )或氨基磺酸鈷 [Co(S03NH2)2'XH20]可用作Co源。含Pt的金屬鹽，諸如氯鉑酸 (H2PtCl6'6H20 ) 、 二亞硝基二氨鉑[Pt(N02)2(NH3)2'XH20]、氯化鉑 (PtCl4'5H20 )或硫酸二亞硝基鉑酸[(H2Pt(N02)2S04)]可用作Pt源。含Ni的 金屬鹽，諸如硫酸鎳(NiS04'7H20)和氯化鎳(NiCl2*6H20)可用作Ni源。 當(dāng)電解液中Q)2+、 P產(chǎn)和N嚴(yán)的濃度(mol/L)分別為x、 y和z時(shí)，x、 y和z 可滿足3^(x+y)/z< 100。此外，電解液還可包括用于配位Co離子和Pt離子的 配位劑以及用于氬離子的活度(pH)調(diào)節(jié)的pH調(diào)節(jié)劑。配位劑可以是氰酸 鹽、羅謝爾鹽(KNaC4H406'4H20 )、氨合物(ammonate )、乙二胺四乙酸(EDTA) (C1QH16N208 )、焦磷酸鹽、檸檬酸鹽、三乙醇胺或氟化硼，pH調(diào)節(jié)劑可以 是氫氧化鈉(NaOH )或氨水(NH4OH )。
同時(shí)，在執(zhí)行電鍍的同時(shí)，外磁場(chǎng)也可被施加到垂直于基底300的方向。 在這種情況下，磁層350的取向特性和垂直磁各向異性進(jìn)一步被提高。
接下來(lái)，可以通過(guò)平坦化(planarization)工藝，例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP ) 或磨光(burnishing )工藝將磁層350的表面平坦化。隨后，諸如鉆石狀碳(DLC ) 的保護(hù)層可以形成在板340a上，磁層350和滑潤(rùn)劑可被應(yīng)用于保護(hù)層。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖案化介質(zhì)的磁層350包括鎳(Ni)。根據(jù)如圖3所
示的Co-Ni二元合金的相位圖，推測(cè)Ni不存在于晶體顆粒邊界處。相反，認(rèn) 為Ni和Pt存在于Co晶體中。
參照?qǐng)D3， Co的HCP結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，Co晶體在常溫下可容納原子百分 比為25。/。的Ni。因而，在根據(jù)本發(fā)明的圖案化介質(zhì)中，》茲層350在晶體顆粒 邊界處的腐蝕被抑制，從而提高了圖案化介質(zhì)的可靠性。
此外，Ni用于增大磁層350的垂直矯頑力，Ni不磁性地分離結(jié)晶顆粒。 同樣，磁層350的反向磁化特性是優(yōu)良的。可從圖4和圖5來(lái)理解這種效果。
圖4示出根據(jù)硫S臾鎳(NiS04'7H20)的濃度的磁層的垂直矯頑力的測(cè)量 結(jié)果，硫酸4臬是電解液中的Ni源。為了測(cè)量，0.12 mol/L的硫酸鈷 (CoS04*7H20 )、 0.01 mol/L的氯鉑酸(H2PtCl6'6H20)、 0.4 mol/L的檸檬酸 銨[(NH4)2HQH507]和0.2 mol/L的氫氧化鈉(NaOH )分別用作Co源、Pt源、 配位劑和pH調(diào)節(jié)劑。而且，電鍍所使用的電流密度為10mA/cm2,電解液的 溫度為40°C。此外，硫酸鎳(NiS04*7H20)的濃度(mol/L)按照0.005從0 增加到0.02。為了實(shí)驗(yàn)方便，在Si02層、Cr層和Au層順序疊置在硅基底上 的狀態(tài)下，磁層通過(guò)電鍍形成Au層上。
參照?qǐng)D4,通過(guò)將硫酸鎳(NiS04.7H20)添加到電解液中所形成的磁層 的垂直矯頑力大于沒(méi)有將硫酸鎳(NiS04*7H20)添加到電解液中所形成的磁 層的垂直矯頑力。具體地講，當(dāng)硫酸鎳(NiS04*7H20)的濃度為0.015 mol/L 時(shí)，通過(guò)將石克酸4臬(NiS04*7H20)添加到電解液中所形成的-茲層的垂直^H貞 力大約是不用硫酸鎳(NiS04.7H20)所形成的磁層的垂直矯頑力的1.8倍。
圖5是示出根據(jù)電解液中硫酸鎳(NiS04*7H20)的濃度磁層的矩形度 (squareness)的改變的曲線圖。這里，矩形度是指磁層的磁滯曲線中剩磁量 (Mr)與飽和磁量(Ms)之比(Mr/Ms )。隨著矩形度增加，磁層的反向磁 化特性提高。
參照?qǐng)D5,通過(guò)將硫酸鎳(NiS04*7H20)添加到電解液中形成的磁層的 矩形度大于不用硫酸鎳(NiS04*7H20)所形成的磁層的矩形度。當(dāng)硫酸鎳 (NiS04.7H20)的濃度接近0.015 mol/L時(shí)，獲得最大矩形度。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的圖案化磁記錄介質(zhì)中，磁層350是CoNiPt 層，CoNiPt層中的Ni和Pt存在于Co晶體中。這樣，磁層350的顆粒邊界 腐蝕能夠被抑制，能夠提高介質(zhì)的可靠性。
此外，^t層350包括Ni,并且具有HCP結(jié)構(gòu)，該HCP結(jié)構(gòu)具有垂直于
基底的結(jié)晶方向<002>,因而，提高了垂直矯頑力和矩形度。因而，根據(jù)本發(fā) 明實(shí)施例的具有》茲層350作為記錄層的圖案化^t記錄介質(zhì)可具有優(yōu)良的讀/寫(xiě) 特性并可具有1兆兆位/英寸2或更高的高記錄密度。
盡管參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1、一種圖案化磁記錄介質(zhì)，包括基底；多個(gè)磁記錄層，按照一定的間隔設(shè)置在基底上，其中，所述磁記錄層由包括Co、Pt和Ni的合金形成。
2、 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中，所述合金是CoNiPt。
3、 如權(quán)利要求2所述的介質(zhì)，其中，CoNiPt中Co的含量X (原子百分 比)為70≤ X < 90, Pt的含量Y (原子百分比)為10≤ Y < 30， Ni的含量Z(原子百分比)為0<Z≤20。
4、 如權(quán)利要求1所述的介質(zhì) 該下層由軟;茲層和中間層形成。
5、 如權(quán)利要求4所述的介質(zhì) 結(jié)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求5所述的介質(zhì) 平行于基底的<002〉取向面。
7、 如權(quán)利要求5所述的介質(zhì) 行于基底的<111〉取向面。
8、 一種制造圖案化磁記錄介質(zhì)的方法，所述介質(zhì)包括基底和按照一定間 隔設(shè)置在所述基底上的多個(gè)磁記錄層，所述方法包括在所述基底上形成下層；在所述下層上形成非磁板，所述非磁板具有所述下層通過(guò)其暴露的多個(gè) 孑L;以及用包括Co、 Pt和Ni的^f茲層填充所述孔。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過(guò)電鍍方法形成所述磁層。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，電鍍方法所使用的電解液包括Co2+、 P產(chǎn)和N產(chǎn),Co2+、 Pt2+和N產(chǎn)的濃度x、 y和z (mol/L)滿足3^(x+y)/z〈100。
11、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述下層包括軟磁層和置于軟磁 層上的中間層。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，中間層具有六方密堆積或面心立 方結(jié)構(gòu)。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，具有六方密堆積結(jié)構(gòu)的中間層具 有平行于基底的<002>取向面。
14、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，具有面心立方結(jié)構(gòu)的中間層具有 平行于基底的<111〉耳又向面。
15、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用納米壓印方法形成所述板。
16、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在形成》茲層時(shí)，在垂直于基底的 方向?qū)?茲場(chǎng)施加于基底。
全文摘要
提供了一種圖案化磁記錄介質(zhì)及其制造方法。所述圖案化磁記錄介質(zhì)包括基底和按照預(yù)定的間隔設(shè)置的多個(gè)磁記錄層，其中，所述磁記錄層由包括Co、Pt和Ni的合金形成。具有所述磁記錄層的圖案化介質(zhì)具有優(yōu)良的讀/寫(xiě)特性、高的抗腐蝕性和記錄密度。
文檔編號(hào)G11B5/64GK101206871SQ20071019619
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者孫鎮(zhèn)昇, 李明馥, 林志慶 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社