本發明專利技術涉及具有多個磁層和間隔層的圖案化垂直磁記錄介質。該圖案化垂直磁記錄介質具有離散的數據島，該數據島具有第一和第二鐵磁層（MAG1和MAG2），第一和第二非磁性間隔層（IL1和IL2）在所述MAG1和MAG2之間。MAG1和MAG2可以是類似CoPtCr合金并具有類似厚度，且IL1和IL2的厚度確保使MAG1和MAG2強交換耦合。替代地，MAG2可以是“寫入輔助”層，例如以交換彈性結構的高飽和磁化強度的磁性軟材料，且IL1非常薄使得IL2用作MAG1和寫入輔助MAG2層之間的耦合層。在熱輔助記錄（TAR）的應用中，MAG2可以是具有高磁晶各向異性（Ku）的基于L10相的化學有序等原子二元合金FePt或CoPt。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術一般涉及圖案化垂直磁記錄介質，諸如用于在磁記錄硬盤驅動器中使用的盤，并且更具體地涉及具有提高磁記錄性能的均勻數據島的圖案化盤。
技術介紹
具有圖案化磁記錄介質的磁記錄硬盤驅動器已經被提出以增加數據密度。在傳統的連續磁記錄介質中，磁記錄層是在盤的整個表面上的連續層。在圖案化介質——也稱作位元圖案化介質(bit-patterned media BPM)中，盤上的磁記錄層被圖案化成以同心數據軌道布置的小的隔離的數據島。雖然BPM盤可以是其中磁化方向平行于記錄層或在記錄層的平面中的縱向磁記錄盤，但是由于垂直介質的增加的數據密度的可能性，其中磁化方向垂直于記錄層或在記錄層的平面外的垂直磁記錄盤是很可能用于BPM的選擇。為了產生圖案化數據島的磁隔離，把島之間的間隔的磁矩破壞或大幅度減小以使得這些間隔基本上是·非磁性的。替代地，可以把介質制作成使得在島之間的間隔中沒有磁材料。已經提出納米壓印光刻(nanoimprint lithography :NIL)以在BPM盤上形成島的期望圖案。NIL基于通過具有期望的納米級圖案的主模板或模具使壓印抗蝕劑層變型。主模板由諸如電子束工具的高分辨率光刻工具制成。要被圖案化的基底可以是具有磁記錄層以及作為連續層形成在該磁記錄層上的任何所需的襯層的盤坯。然后，利用壓印抗蝕劑旋涂基底，該壓印抗蝕劑諸如熱塑性聚合物、如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。然后，將聚合物加熱到其玻璃轉化溫度以上。在該溫度下，熱塑性抗蝕劑變得有粘性，并且納米級圖案通過在相對高的壓力下從模板壓印而重新形成在壓印抗蝕劑上。一旦聚合物冷卻，將模板從壓印抗蝕劑移除，在壓印抗蝕劑上留下凹槽和間隔的顛倒的納米級圖案。作為熱塑性聚合物的熱固化的替代，可以將諸如從Molecular Imprints公司可獲得的MonoMat的通過紫外(UV)光可固化的聚合物用作壓印抗蝕劑。然后，使用圖案化的壓印抗蝕劑層作為蝕刻掩模以在下面的磁記錄層形成島的期望圖案。在BPM中，重要的是在數據島之間的大小和磁性上存在均勻性。翻轉場分布(switching field distribution SFD)-即矯頑場的島到島的變化必須足夠窄以在不重寫相鄰的島的情況下確保各個島的精確可尋址能力。理想地，SFD寬度將是零，意味著所有的位元將在同一寫入場強度下翻轉。島的大小、形狀和間距上的變化，以及磁性材料的組成和晶向上的變化增加SFD。改進各個數據島的可寫性也是重要的。可以期望島中的記錄層將由至少兩個具有不同各向異性的鐵磁交換耦合磁層形成以提供跨越記錄層的厚度的梯度各向異性。該類型的梯度各向異性的記錄層彌補跨越記錄的厚度的寫入場中的變化和寫入場梯度中的非均勻性。島之間的大小和磁性上的均勻性以及各個島的可寫性可能受到蝕刻過程的不利影響。因此，在蝕刻過程期間能夠保護島中的各個磁層也是重要的。所需要的是具有提高的可寫性的均勻數據島的圖案化垂直磁記錄。
技術實現思路
本專利技術涉及一種具有數據島的圖案化垂直磁記錄介質，該數據島具有第一和第二鐵磁層(MAG1和MAG2)，第一和第二非磁性間隔層(ILl和IL2)在MAGl和MAG2之間。在一個實施例中，MAGl和MAG2可以是類似CoPtCr合金并具有類似厚度。ILl是如Ru的金屬膜，或如RuCr或RuCo的Ru基合金，并具有在約O. 1-1. 5nm之間的厚度，并且IL2是金屬氧化物膜，如Ta、Ti、Nb、Si、Mn、或Hf的氧化物，并具有在約O. 2-1. Onm之間的厚度。ILl和IL2的厚度確保使MAGl和MAG2強交換耦合并且展示單翻轉特性。如果期望實現梯度各向異性的RL，MAG1和MAG2可以具有不同量的Pt和Cr。在另一個實施例中，MAG2是“寫入輔助”層，例如以交換彈性(exchange spring)結構的如Co、CoPtCrB> CoPtCr合金、NiFe合金和CoFe合金的高飽和磁化強度的磁性軟材料。可以使ILl的厚度非常薄，使得IL2用作MAGl和寫入輔助MAG2層之間的耦合層。在應用到熱輔助記錄(TAR)的又一個實施例中，MAG2是具有高磁晶各向異性(Ku)的基于Lltl相的化學有序等原子二元合金FePt或CoPt、或例如(Fe(y)Pt(100-y))-X的基于FePt LI。相的偽二元合金。在該TAR實施例中，ILl是MgO、RuAl、或 TiN,并且 IL2 是 Ta2O5' Ru、RuCo 或 Ru-Ta2O50在所有實施例中，可選的勢壘層(BL)可以形成在MAG2上以在隨后用于形成離散島的蝕刻期間保護底層。BL可以由如Ru、W或Mo的金屬或如Hf、W或Mo的氧化物的金屬氧化物形成，并具有約O. 5至5nm的厚度。ILl和IL2的材料和厚度的適當選擇允許從MAGl對MAG2的顯微結構的獨立控制和在MAGl和MAG2之間的磁交換耦合的最佳調整，以及對MAGl的粒間交換耦合的控制。由于提高的翻轉質量和膜生長同質性，這產生提高的島磁特性。因此，根據本專利技術的具有數據島的BPM示出包括數據區的島的顯著降低的SFD、提高的可寫性和更高程度的磁同質性。為了更充分地理解本專利技術的本質和優點，應結合附圖參考下列詳細描述。附圖說明圖I是具有位元圖案化介質(BPM)的垂直磁記錄盤驅動器的頂視圖并且示出根據現有技術的以同心圓形數據軌道布置的圖案化數據島。圖2是現有技術BPM盤的放大部分的頂視圖，示出了數據島的詳細布置。圖3A-3C是根據現有技術在蝕刻和平坦化盤的各個階段中的BPM盤的截面視圖。圖4是根據本專利技術的盤結構的一部分的截面圖，示出了在圖案化以形成離散數據島之前的各層。圖5是用于在熱輔助記錄(TAR)系統中使用的氣墊滑橇和根據本專利技術的具有數據島的TAR盤的一部分的截面圖。圖6是根據本專利技術的盤結構的一部分的截面圖，示出了在圖案化以形成離散數據島之前的包括可選勢壘層的各層。圖7是根據本專利技術的盤結構的一部分在圖案化之后的截面圖，示出了單個數據島O具體實施方式圖I是具有圖案化介質磁記錄盤200的圖案化介質磁記錄盤驅動器100的頂視圖。驅動器100具有殼體或盤基112，其支撐致動器130 ;以及驅動馬達，其用于使磁記錄盤200旋轉。致動器130可以是音圈馬達(VCM)旋轉致動器，其具有剛性臂131并且如箭頭133所示繞樞軸132旋轉。磁頭懸架組件包括懸架135，其一端附接到致動器臂131的端部；以及磁頭承載件，諸如氣墊滑橇120，其附接到懸架135的另一端。懸架135允許將滑橇120保持為非常靠近盤200的表面，并且當盤200沿箭頭20的方向旋轉時，使得滑橇120能夠在由盤200產生的氣墊上“俯仰(pitch)”和“滾轉(roll)”。如本領域所熟知的，通常將磁阻讀取磁頭(未示出)和感應寫入磁頭(未示出)形成為被圖案化為在滑橇120的尾端上的一系列薄膜和結構的一體化的讀取/寫入磁頭。滑橇120通常由諸如氧化鋁/碳化鈦(Al203/TiC)的復合物的復合材料形成。圖I中示出了具有相關聯的滑橇和讀取/寫入磁頭的僅一個盤表面，但是通常存在多個磁盤，其堆疊在由主軸馬達旋轉的轂上，每個盤的每個表面具有相關聯的獨立滑橇和讀取/寫入磁頭。圖案化介質磁記錄盤200包括硬的或剛性盤基底以及在該基底上的可磁化材料本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種圖案化垂直磁記錄介質，包括：基底；在所述基底上的非磁性襯層；具有垂直磁各向異性的第一鐵磁層（MAG1），所述第一鐵磁層是包括鈷、鉑和鉻的無氧合金；在所述第一鐵磁層上的第一非磁性間隔層（IL1）；在IL1上的第二非磁性間隔層（IL2）；以及在IL2上的第二鐵磁層（MAG2）；并且其中MAG1、IL1、IL2和MAG2被圖案化成多個離散島。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：埃內斯托·馬里內羅，迪特爾·韋勒，布賴恩·約克，
申請(專利權)人：日立環球儲存科技荷蘭有限公司，
類型：發明
國別省市：
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