[发明专利]具有多磁层及中间双成核膜的垂直磁记录盘

说明书

技术领域

本发明总地涉及垂直磁记录介质，更具体地，涉及用于磁记录硬盘驱动器的具有垂直磁记录层的盘。

背景技术

垂直磁记录（PMR）盘用于磁记录硬盘驱动器中，在PMR盘中记录位以垂直取向或离面(out-of-plan)取向存储在盘上的记录层（RL）中。用于RL的一类材料是具有实质上离面取向或垂直于RL取向的c轴的六角密堆积（hcp）晶体结构的颗粒铁磁钴合金，诸如CoPtCr合金。为促使hcp CoPtCr合金RL的生长，RL形成于其上的中间层（IL）也是hcp材料。钌（Ru）和某些Ru合金如RuCr是通常用于IL的非磁hcp材料。

颗粒CoPtCr合金RL还应该具有良好隔离的精细晶粒结构以减小粒间交换耦合，粒间交换耦合是造成高本征介质噪声（intrinsic media noise）的原因。提高钴合金RL中的晶粒隔离(segregation)通过添加氧化物实现，包括Co、Cr、Si、Ta、Ti、Nb和B的氧化物。这些氧化物倾向于沉积到晶粒边界，与钴合金的元素一起形成非磁粒间材料。通过添加氧化物提高RL中的磁晶粒的隔离还控制磁晶粒的尺寸和分布，这对于实现高面密度和记录性能而言是重要的。

因此，重要的是，未来的PMR盘具有晶粒非常小的CoPtCr氧化物合金RL。然而，非常小的磁晶粒仅由于磁化位内的热不稳定或扰动就可被退磁（所谓的“超顺磁”效应）。磁晶粒的热稳定性在很大程度上由K_uV决定，其中K_u是CoPtCr合金的磁-晶体各向异性且V是磁晶粒的体积。因此，为避免所存储的磁化的热不稳定，需要高K_u的CoPtCr合金，特别是当晶粒变得更小时。然而，增加K_u也增大了介质的短时转换场H₀，其是反转磁化方向所需要的场。对于大部分磁材料，H₀实质上比在较长时间尺度上测量的矫顽场或矫顽力H_c要大，例如为约1.5至约2倍。显然，转换场不能超过记录头的写入场能力，对于垂直记录，其当前被限制到约12kOe。

此外，为改善RL的可写性，期望RL由具有不同各向异性的至少两个铁磁交换耦合的磁层形成以在RL的整个厚度提供分级的各向异性。这种分级的各向异性RL补偿写入场在RL的整个厚度上的变化及写入场梯度的不均匀性。通过增加Pt含量至约22-30原子百分比（at%）及减少Cr含量至少于约15at%，在CoPtCr合金中获得了高各向异性。然而，已知降低CoPtCr氧化物合金中的Cr含量将负面影响氧化物隔离边界的范围（extent）并抑制晶粒尺寸的减小。

所需要的是具有由至少两个CoPtCr氧化物层形成的分级各向异性RL的PMR盘，其中磁晶粒尺寸及各层之间的铁磁交换耦合可被控制。

发明内容

本发明涉及具有由至少两个铁磁交换耦合的CoPtCr氧化物的磁层（MAG1和MAG2）形成的分级各向异性记录层（RL）的垂直磁记录盘，两个成核层（NF1和NF2）位于磁层之间。NF1和NF2一起控制MAG2中的磁晶粒尺寸以及在MAG2与MAG1之间的铁磁交换耦合。NF1是在低压于MAG1上溅射沉积至约0.1-1.5nm厚度的金属膜，优选地为Ru或基于Ru的合金如RuCr。NF2是在高压于NF1上溅射沉积至约0.2-1.0nm厚度的金属氧化物膜，优选地为Ta的氧化物。NF1可只厚至足以形成为在MAG1上的基本共形的膜。但在超薄厚度的状态下，NF1和NF2的每个的厚度可以是不连续膜的“平均”厚度，NF1和NF2材料形成为不连续团簇。MAG2溅射沉积在NF2上。因此，如果NF1是基本共形的且NF2是不连续的，则MAG2生长在NF2团簇上及在部分的NF1（位于NF2下面）上。当MAG2在例如小于约7mTorr的溅射压以相对低的沉积或生长速率沉积在NF2上时，MAG2中的磁晶粒的隔离得到改善。与没有MAG1和MAG2之间的成核膜的分级各向异性RL相比，NF1和NF2提供了RL中平均晶粒尺寸的显著减小，同时也确保MAG1和MAG2强地交换耦合。

为了更充分地理解本发明的本质和优点，应当参照以下结合附图的详细描述。

附图说明

图1是根据现有技术具有由两个磁层（MAG1和MAG2）形成的记录层（RL）的垂直磁记录盘的横截面的示意图。

图2是根据本发明的具有记录层（RL）的垂直磁记录盘的一部分的横截面的示意图，该RL在MAG1和MAG2之间具有双成核膜（NF1和NF2）。