專利名稱：用于垂直記錄介質(zhì)的軟磁襯層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及垂直磁記錄介質(zhì)，更特別地，涉及用于磁記錄硬盤(pán)驅(qū)動(dòng) 器的具有垂直磁記錄層的盤(pán)。
背景技術(shù)：
垂直磁記錄是在磁記錄硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)超高記錄密度的潛在途徑之
一，垂直磁記錄中所記錄的位(bit)在磁層中存儲(chǔ)得具有垂直或離面 (out-of-plane )的磁軸取向。普通類型的垂直磁記錄系統(tǒng)是利用"雙層"介 質(zhì)的系統(tǒng)。此類系統(tǒng)示于圖1中，具有單寫(xiě)極類型的記錄頭。雙層介質(zhì)包括 形成在"軟磁，，或低矯頑力導(dǎo)磁襯層(SUL)上的垂直磁數(shù)據(jù)記錄層(RL)， SUL層用作磁場(chǎng)從記錄頭的寫(xiě)極(pole )到返回極的》茲通返回路徑。圖1中， RL示出為具有垂直記錄或磁化的區(qū)域，相鄰區(qū)域具有相反的磁化方向，如 箭頭所示。相鄰的相反方向磁化區(qū)域之間的磁轉(zhuǎn)變(magnetic transition)作 為所記錄的位通過(guò)讀元件或讀頭#皮;險(xiǎn)測(cè)。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)垂直磁記錄盤(pán)的橫截面的示意圖，示出作用在記錄層 RL上的寫(xiě)場(chǎng)Hw。盤(pán)還包括硬盤(pán)襯底、用于SUL的生長(zhǎng)的籽層或始層(onset layer, OL )、 SUL與RL之間的中間層(IL )、以及保護(hù)覆層(OC)。 IL是非 磁層或多層結(jié)構(gòu)，也稱為"交換中斷層"或EBL,其中斷導(dǎo)磁膜SUL和RL 之間的磁交換耦合且促進(jìn)RL的其基面平行于薄膜平面的外延生長(zhǎng)。雖然圖 2未示出，但是籽層通常直接沉積在SUL上以促進(jìn)IL的期望的生長(zhǎng)取向。 如圖2所示，RL位于"表象(apparent)"記錄頭(ARH)的間隙內(nèi)，其允 許與縱向或面內(nèi)記錄相比顯著更高的寫(xiě)場(chǎng)。ARH包括盤(pán)上方的作為真實(shí)寫(xiě) 頭(RWH)的寫(xiě)極(圖1 )、以及RL下方的有效次級(jí)寫(xiě)極(SWP)。 SWP由 SUL促成，其通過(guò)IL自RL退耦，并且由于其高的磁導(dǎo)率在寫(xiě)過(guò)程期間產(chǎn) 生RWH的磁鏡像。這有效地使RL在ARH的間隙中且允許在RL內(nèi)的大的 寫(xiě)場(chǎng)Hw。
軟磁襯層(SUL)是垂直記錄介質(zhì)(PRM)結(jié)構(gòu)的組成部分，其提供到
記錄頭的磁場(chǎng)閉合，由此允許比縱向記錄中采用的更高矯頑力的介質(zhì)的磁翻
轉(zhuǎn)。為了最佳的介質(zhì)性能，SUL是軟磁的，展現(xiàn)出單疇特性，展現(xiàn)出單軸各 向異性且使其磁軸優(yōu)選地沿徑向排列。
非晶的高磁導(dǎo)率材料滿足這些磁規(guī)格且當(dāng)前用于垂直介質(zhì)制造中。當(dāng)前 技術(shù)的非晶SUL材料的一個(gè)固有問(wèn)題在于其與晶體層相比機(jī)械上的相對(duì)軟 性。這使PRM更易于在濺射后處理期間或由于意外頭-盤(pán)相互作用而在存儲(chǔ) 器水平(file level)受到損害和擦傷。盡管較厚和較硬的覆層可改善記錄介 質(zhì)的機(jī)械堅(jiān)固度，但是較厚的覆層增大的磁間距，對(duì)介質(zhì)記錄性能產(chǎn)生有害 的結(jié)果。需要的是改善SUL的本征機(jī)械屬性以增大PRM的堅(jiān)固度的方法。 這是本發(fā)明的主題。
當(dāng)前技術(shù)的非晶SUL材料的另一問(wèn)題是其高的腐蝕傾向，這有損于垂 直記錄介質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性。該問(wèn)題通過(guò)生長(zhǎng)在SUL上的中間層(多層)的 粗糙的微結(jié)構(gòu)而被惡化。粗糙度是用來(lái)控制記錄層的分離(segregation )。當(dāng) 前技術(shù)的方案包括使用雙中間層，其包括在不同壓強(qiáng)下濺射Ru,由此稠厚 的重疊層(overlayer)沉積在SUL上。沉積在SUL上的厚的重疊層產(chǎn)生較 粗糙的村層部件。盡管該方案改善了 PRM堆疊的總體腐蝕特性，但是厚的 重疊層中存在的缺陷或空缺會(huì)損及PRM的化學(xué)穩(wěn)定性。還需要改善SUL本 身的本征腐蝕特性而不用厚的重疊層的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是垂直磁記錄盤(pán)，具有記錄層(RL)、在軟磁襯層(SUL)上的 交換中斷層。SUL被摻雜以明智選擇的材料以增大SUL的機(jī)械硬度。
此外，引入在間隔/帽層中或在SUL本身中的諸如鈮的材料增大了 SUL 的耐腐蝕性。因此，不需要厚的重疊層以防止腐蝕。
為了更全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)結(jié)合附圖參照下面的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的垂直磁記錄系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直磁記錄盤(pán)的示意性剖面圖且示出了寫(xiě)場(chǎng)；
圖3是垂直磁記錄盤(pán)的示意性剖面圖4是示出摻雜劑對(duì)SUL的磁屬性的影響的曲線圖5是示出SUL摻雜對(duì)機(jī)械硬度的影響的曲線圖6是示出摻雜劑對(duì)CoTaZr軟磁襯層的徑向磁各向異性的影響的曲線
圖7a是具有不同帽厚度的盤(pán)的刮擦深度的曲線圖； 圖7b是有和沒(méi)有帽的盤(pán)上刮擦概率的圖表；
圖8a和8b比較了增大Cr和Nb在CoTaZr軟磁襯層中的摻雜量對(duì)腐蝕 特性的影響；
圖9示出用Cr、 Nb、 Pt和Re以10%的水平摻雜CoTaZr軟/磁襯層的效
果；
圖10是開(kāi)路電勢(shì)對(duì)CoTaZrSUL中的摻雜劑濃度的曲線圖11是摻雜到CoTaZr SUL中的Nb對(duì)矯頑力和單軸各向異性的影響的
曲線圖12a和12b是用于改善垂直記錄介質(zhì)的腐蝕特性的軟磁襯層結(jié)構(gòu)； 圖13a和13b是用于改善垂直記錄介質(zhì)的腐蝕特性的另外的軟磁襯層結(jié)
構(gòu)；
圖14是比較了包括2nm厚的Cr、 Nb、 Pt和Re的間隔層的SUL層的
腐蝕特性的圖15是對(duì)于蓋有各種過(guò)渡金屬和二元合金的各種2nm厚的層的SUL結(jié) 構(gòu)測(cè)量的開(kāi)路電勢(shì)的圖16比較了采用納米層的SUL之間的易軸矯頑力和單軸各向異性、以 及在采用單或雙層沉積的相同層中測(cè)量的易軸矯頑力和單軸各向異性。
具體實(shí)施例方式
"X合金"意味著僅X的合金或者包括X的合金(例如術(shù)語(yǔ)CoFe合金 包括CoFe以及CoFeO和CoFeC )。合金包括至少兩種元素且不是必須包括金屬。
"上"意味著"在…之上"，但不是必須直接"在…上"。 圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直磁記錄盤(pán)的示意性剖面圖，示出了反鐵磁耦 合的SUL。構(gòu)成盤(pán)的各種層位于硬盤(pán)襯底上。襯底可以是任何商業(yè)可得的玻 璃襯底，但是還可以是具有NiP或其他已知表面涂層的常規(guī)鋁合金，或者替代襯底，諸如硅、硅^減鈣石或碳化硅。SUL位于襯底上，或者直接在襯底上
或者直接在粘合層或OL上。OL促進(jìn)SUL的生長(zhǎng)且可以是具有約2 - 5納 米(nm)厚度的AlTi合金或類似材料。在圖3的盤(pán)中，SUL是由通過(guò)層間 膜(諸如Ru、 Ir或Cr)分隔開(kāi)的多個(gè)軟^磁層(SULa和SULb )形成的層疊 或多層SUL ，層間膜用作反鐵磁(AF )耦合層間膜以引起SULa和SULb之 間的反鐵磁交換耦合。此類SUL描述于美國(guó)專利6686070B1和6835475B2 中。然而，代替AF耦合SUL, SUL可以是單層SUL或非AF耦合的層疊或 多層SUL，其由通過(guò)諸如碳或SiN膜的非磁膜或者Al或CoCr的導(dǎo)電膜分 隔開(kāi)的多個(gè)軟磁膜形成。SUL層或多層由非晶導(dǎo)磁材料形成，諸如合金 CoNiFe、 FeCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeB和CoZrNb，或四元合金諸如CoFeTaZr。 SUL的厚度通常在約 50-400nm的范圍。形成在RL上的OC可以是非晶"類金剛石"碳膜或其他 已知保護(hù)覆層，例如氮化硅(SiN)。
SUL上的非磁IL是具有六角密堆積(hcp )晶體結(jié)構(gòu)的非磁金屬或合金， 以用于控制顆粒RL中的hcp晶體取向。IL促進(jìn)了 hcp顆粒RL的生長(zhǎng)，使 得其c軸基本垂直地取向，由此導(dǎo)致垂直磁各向異性。4了(Ru)是一般使用 的用于IL的材料，但是其他材料包括選自Ti、 Re和Os的金屬，以及含有 選自Ti、 Re、 Ru和Os的至少一種元素的合金，包括Ru基合金諸如RuCr 合金。IL可形成在形成于SUL上的籽層(SL)上。
RL是顆粒鐵磁Co合金，具有包括氧化物或多種氧化物的顆粒間材料。 氧化物通常是Si、 Ta、 Ti和Nb中的一種或更多的氧化物。RL還可含有Cr， Cr的一種或更多氧化物也作為顆粒間材料存在。
SUL通過(guò)添加高熔點(diǎn)元素和合金得到加強(qiáng)。為了示出添加這些摻雜劑的 優(yōu)點(diǎn)，60nm厚的CoTaZr軟》茲襯層沉積在涂覆AlTi的紋理化的玻璃村底上。 SUL又涂覆以2.5nm的SiN。通過(guò)用高熔點(diǎn)(Tm)難熔元素和合金摻雜來(lái)提 高非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg，以尋求SUL硬度的改善。首先，Tg~2Tm/3 (wang et al， L， 18, 2747, 2003 )。此外，高熔點(diǎn)材料用來(lái)提高非晶
合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
當(dāng)SUL是92%的Co時(shí)，玻璃轉(zhuǎn)變溫度由Co (Tm=1495°C )支配。圖 4-6示出具有下面的添加劑之一的SUL的結(jié)果W (Tm = 3410°C )、 Nb ( Tm =2468°C )、 B ( Tm = 2300°C )、 B4C ( Tm = 2450°C )和V ( Tm = 1890°C )。這
些材料的摻雜通過(guò)CoTaZr與W、 V、 Nb、 B和B4C的元素靶的共濺射來(lái)進(jìn) 行。摻雜劑的量在0-12%的范圍且B和B4C被RF濺射。對(duì)于修改合金的 Tg有效的摻雜劑，應(yīng)具有比合金的組元更高的熔點(diǎn)。然而，這不是充分的， 其還應(yīng)在有效生長(zhǎng)溫度下結(jié)合到材料的局域原子環(huán)境中。因此，增大SUL 的機(jī)械硬度的最有效的摻雜劑由記錄介質(zhì)的有效生長(zhǎng)溫度決定。
圖4示出摻雜劑對(duì)SUL的磁屬性的影響。在圖4中，相對(duì)于摻雜劑水 平繪制飽和磁化。該圖示出全部摻雜劑導(dǎo)致磁矩的減小。然而，當(dāng)比較各種 摻雜劑時(shí)，減小程度顯著變化。觀察到B4C和B在摻雜劑水平達(dá)到8%時(shí)減 小38%的磁矩，而V、 Nb和W在相同的摻雜劑水平分別減小9%、 14%和 21%。
圖5通過(guò)檢查樣品的納米壓痕(nanoindentation)示出SUL摻雜對(duì)機(jī)械硬 度的影響。具體地，通過(guò)檢查AFM刮擦深度來(lái)量化納米壓痕。圖5比較了 對(duì)于摻雜以W、 V、 B4C和B的SUL， AFM刮擦深度的測(cè)量結(jié)果與納米壓 痕器(indenter)施加的力之間的關(guān)系。將結(jié)果與相同過(guò)程制造的未摻雜樣品比 較且與僅包括晶體層的完全縱向記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)(MPC)比較。預(yù)期MPC樣 品是測(cè)試樣品中最硬的，因?yàn)樗话ǚ蔷印?br> 圖5表明，添加約2原子％的B4C或B到60nm的CoTaZr軟磁襯層與 控制樣品(沒(méi)有摻雜劑)相比顯著降低了 AFM刮擦深度，且靠近完成的縱 向介質(zhì)(MPC)的刮擦深度。這是摻雜帶來(lái)的改善的硬度的直接結(jié)果。對(duì)照 地，用甚至更高摻雜劑水平的V和W的摻雜沒(méi)有導(dǎo)致硬度改善。這是應(yīng)為 僅高熔點(diǎn)不足以改善機(jī)械硬度。如圖5顯見(jiàn)，用最高熔點(diǎn)元素W(Tm = 3410 °C )和用最低熔點(diǎn)元素V (Tm= 1890°C )的摻雜的效果在改善SUL機(jī)械硬 度方面是低效的。因此，優(yōu)選地，摻雜劑材料是易于置于非晶結(jié)構(gòu)局域序內(nèi) 以改善機(jī)械屬性的非金屬。特別地，硼是小原子，其能夠容易地居于最接近 的相鄰原子位內(nèi)。這還解釋了其在弱化SUL的磁矩方面的強(qiáng)的效果。結(jié)果 表明B4C也易于被引入，且如在圖4和5中所見(jiàn)的那樣，對(duì)SUL的磁和硬 度屬性具有可觀的影響。以2%的水平用這些材料摻雜導(dǎo)致14%的磁矩減小， 其可以容易地通過(guò)增大SUL的厚度來(lái)補(bǔ)償以維持所需的磁導(dǎo)率。這些結(jié)果 是針對(duì)在約70-9(TC的濺射。然而，在更高的濺射溫度下，可能高Tm材料例 如W將產(chǎn)生更大機(jī)械堅(jiān)固度的SUL?？梢灶A(yù)期W在大于25(TC的生長(zhǎng)溫度 下良好混合。然而，如果要保持合金的非晶性(amorphicity)，則必須采用不同的SUL合金成份。
圖6示出摻雜劑對(duì)CoTaZr軟磁襯層的徑向磁各向異性的影響。對(duì)于達(dá) 到4%的摻雜量，硼在增大SUL的徑向各向異性方面是有利的。所述各向異 性的增大對(duì)于SUL疇穩(wěn)定性是有利的，且預(yù)期通過(guò)降低SUL噪聲貢獻(xiàn)而改 善記錄性能。與Nb、 V和W相比，B4C僅具有輕卩微的徑向各向異性減小。
在納米壓痕研究中獲得的較淺AFM刮擦深度與顆粒刮擦堅(jiān)固度之間還 有相關(guān)性。為了示出該點(diǎn)，進(jìn)行了單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)，其中在各種結(jié)構(gòu)中進(jìn)行納米 壓痕研究。如圖7a中所見(jiàn)，PMR無(wú)蓋盤(pán)在150pN處比5nm蓋帽盤(pán)具有更 小的刮擦深度，因此可以預(yù)期其更堅(jiān)固。顆粒刮擦堅(jiān)固度的對(duì)應(yīng)結(jié)果在圖7b 中給出，其中清楚看出，PMR無(wú)蓋帽盤(pán)的顆粒產(chǎn)生的刮擦概率小于5nm蓋 帽盤(pán)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)期，SUL的用明智選擇的元素和合金材 料的摻雜將還導(dǎo)致顆粒刮擦抵抗性的改善，其對(duì)于存儲(chǔ)器可靠度是期望的。 B、 B4C、 BN和SiC是這樣的元素和合金的示例。
SUL中的過(guò)渡金屬
非晶軟磁村層的抗腐蝕性通過(guò)在合金成份中引入一種或更多明智選擇 的過(guò)渡金屬元素而得到改善。該改善由特定過(guò)渡元素帶來(lái)且正確的摻雜劑的 選擇增大了軟磁襯層的單軸各向異性，這隨于SUL噪聲抑制而言是高度期望的。
圖8-9示出對(duì)試-瞼樣品結(jié)構(gòu)的測(cè)試。樣品包括沉積在涂覆有3nm厚AlTi 層的紋理化玻璃襯底上的60nm厚CoTaZr膜。摻雜通過(guò)共濺射CoTaZr和下 面的過(guò)渡元素來(lái)實(shí)現(xiàn)Cr、 Pt、 Re、 Nb、 Ti和Ta。摻雜劑的量在0-10%的 范圍。準(zhǔn)備了兩種樣品系列， 一種沒(méi)有保護(hù)覆層，另一組涂覆有2.5nm的 SiN。 一種以上摻雜劑可用來(lái)?yè)诫sSUL。
添加到非晶薄膜的過(guò)渡金屬添加劑可通過(guò)兩種機(jī)制改善其本征腐蝕特 性。第一，摻雜劑可改變合金的化學(xué)勢(shì)。第二，摻雜劑可導(dǎo)致非晶薄膜的密 度和表面能的改變?？深A(yù)期后者改善后續(xù)生長(zhǎng)在這些摻雜的SUL材料上的 膜的粘合性和覆蓋(coverage )。
樣品的腐蝕特性通過(guò)極化電流測(cè)量來(lái)評(píng)估。在測(cè)量中，電勢(shì)在樣品表面 和貴金屬對(duì)電極之間掃過(guò)，用DI水作為電解質(zhì)監(jiān)測(cè)交換電流。陽(yáng)極電流密 度是合金的腐蝕傾向的良好度量，較高的電流表明較高的腐蝕傾向。測(cè)量允 許未涂覆的薄膜的不活潑性(nobility)及其鈍化特性的定量評(píng)估。類似地，
對(duì)于被涂覆的樣本，Eoc (開(kāi)路電勢(shì))的改善表明改善的重疊層覆蓋和平滑度。
圖8a和8b比較了 CoTaZr軟》茲襯層中Cr和Nb的增大4參雜量的效果。 未涂覆的60nm厚的樣品用于這些測(cè)量。該圖表明隨著過(guò)渡金屬摻雜量增大， 合金變得更不活潑。然而，Cr摻雜材料的情況下的腐蝕電流曲線的形狀表明 這些膜沒(méi)有發(fā)展鈍化特性。相對(duì)照地，首先發(fā)現(xiàn)，Nb摻雜導(dǎo)致約100倍的 腐蝕電流的減小，直到開(kāi)路電勢(shì)之上的200mv。另外，10。/。摻雜的Nb的極 化電流顯示出清楚的鈍化的開(kāi)始，如陽(yáng)極分支的斜度減小所明示的。鈍化， 腐蝕阻擋層的自發(fā)形成，是任何合金的腐蝕改善的目標(biāo)，因?yàn)樵撔袨閷?dǎo)致長(zhǎng) 期抗腐蝕性。這對(duì)于5%和10%摻雜的Nb-CoTaZrSUL兩者是明顯的。
圖9示出以10%的水平用Cr、 Nb、 Pt和Re摻雜CoTaZr的效果。不活 潑性改善的最大增加歸于Cr摻雜且最小增加歸于Pt。然而，如上所述，Cr 摻雜不導(dǎo)致薄膜鈍化。圖8a、 8b和9的結(jié)果表明Nb摻雜改善了 SUL的本 征抗腐蝕性。在SiN涂覆的SUL膜中在過(guò)渡金屬摻雜的CoTaZr SUL中進(jìn)行 了類似的極化電流測(cè)量。
圖IO是開(kāi)路電勢(shì)對(duì)CoTaZr SUL中的摻雜劑濃度的曲線圖。該圖示出 Nb、 Cr、 Pt和Re摻雜所帶來(lái)的腐蝕性改善。Nb摻雜顯示出改善，即使對(duì) 于小于3%的摻雜劑水平。對(duì)于以大于5%的量摻雜的Re觀察到類似益處。 Cr的效果是類似的，但是比Nb摻雜的優(yōu)點(diǎn)更小。
圖11是摻雜到CoTaZr軟磁襯層中的Nb對(duì)矯頑力和單軸各向異性的影 響的曲線圖。該曲線圖示出，SUL的磁各向異性通過(guò)Nb摻雜被增大，且徑 向矯頑力稍微增大。因此，CoTaZr軟磁襯層的Nb摻雜改善了非晶合金的抗 腐蝕性和磁屬性。
過(guò)渡金屬納米層
0.5和4.0nm之間的納米層厚的間隔層和蓋帽層也向軟磁襯層提供抗腐蝕性。
圖12示出用于改善PRM的腐蝕特性的軟磁襯層結(jié)構(gòu)。圖12a在SUL 或AFC-SUL的一層內(nèi)采用納米厚的間隔層。圖12b是納米蓋帽層在SUL或 AFC-SUL結(jié)構(gòu)上且在OL或IL膜的沉積之前。
盡管單個(gè)納米層的使用示于圖12a和12b中，但是多個(gè)納米層可被采用。 還應(yīng)意識(shí)到，本發(fā)明提供的額外改善可以通過(guò)結(jié)合圖13a和圖13b所示的兩種配置的架構(gòu)而獲得。附圖是示例性的而不是限制性的，例如，與蓋帽層結(jié) 合的多層堆疊的組合可提供最佳的腐蝕保護(hù)。此外，納米層的放置不限于圖 中所示的層和間隔層的數(shù)目。
圖14-16源自 一系列生長(zhǎng)在AlTi涂覆的玻璃襯底上且然后涂覆以2.5nm 厚的SiN層的60nm厚的CoTaZr樣品的結(jié)果。
圖14-16的包括納米間隔層的薄膜結(jié)構(gòu)采用三濺射臺(tái)生長(zhǎng)30nm厚的 CoTaZr層首先利用高矩陰極沉積在AlTi涂覆的玻璃上。接著在相鄰的濺射 臺(tái)沉積納米間隔層(2nm厚)，最后在沉積覆層之前在配備有高矩陰極的另 一臺(tái)增加30nm的CoTaZr。
圖14-16的蓋帽層結(jié)構(gòu)在兩個(gè)步驟中生長(zhǎng)首先60nm厚的SUL層生長(zhǎng) 在AlTi涂;菱的玻璃上，在SiN覆層之前在其上沉積2nm厚的蓋帽層。
通過(guò)極化電流測(cè)量評(píng)估腐蝕屬性，將結(jié)果與在涂覆有2.5nm SiN的單個(gè) 60nm厚的CoTaZr層中獲得的結(jié)果比較。對(duì)于SUL具有納米間隔層的情況， 與采用沉積設(shè)備的不同賊射臺(tái)在兩個(gè)30nm沉積步驟中生長(zhǎng)的CoTaZr層進(jìn) 4亍t匕l(fā)交。
圖14比較了包括2nm厚的Cr、 Nb、 Pt和Re間隔層的SUL層的腐蝕 特性。其是包括各種過(guò)渡金屬的納米間隔層的SUL結(jié)構(gòu)的開(kāi)路電勢(shì)測(cè)量的 圖。Eoc的負(fù)值表明SUL抗腐蝕性。圖14的參考樣品標(biāo)識(shí)為"無(wú)間隔層" 且如上所述，其在兩個(gè)步驟中沉積，每個(gè)提供30nm厚的SUL子層。所采用 的不同間隔層的Eoc值的比較表明Nb間隔層對(duì)SiN涂覆的SUL提供高度的 腐蝕保護(hù)。
在圖15中，示出了采用本發(fā)明教導(dǎo)的超薄蓋帽層提供的腐蝕保護(hù)。圖 15是蓋帽有2nm厚的各種過(guò)渡金屬和二元合金的層的SUL結(jié)構(gòu)的開(kāi)路電勢(shì) 測(cè)量的圖。參考樣品(無(wú)蓋帽)與蓋帽SUL結(jié)構(gòu)在相同的賊射臺(tái)中生長(zhǎng)。 該圖示出，參考層表現(xiàn)出較差的腐蝕特性。圖15示出Nb提供最大的改善且 幾乎是參考樣品的2倍好。Re和RuCr25也表現(xiàn)出顯著的保護(hù)特性。
圖16比較了采用納米層的SUL之間的易軸矯頑力和單軸各向異性、以 及在采用單或雙層沉積的相同層中測(cè)量的易軸矯頑力和單軸各向異性。各向 異性場(chǎng)的比較表明采用Nb納米層增強(qiáng)了單軸各向異性。Nb蓋帽層增大了 Hk,其對(duì)于改善SUL記錄噪聲特性是有利的。此外，達(dá)到了Hk增大而沒(méi) 有SUL易軸矯頑力的顯著改變。這對(duì)于垂直介質(zhì)的高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用是有利
的。
SUL中的非晶合金、SUL中的過(guò)渡金屬和過(guò)渡金屬納米層可結(jié)合使用 ( 一次兩種或者全部三種)以進(jìn)一步增強(qiáng)SUL的性能。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變而不偏離本發(fā)明的思想和范 圍。因此，所公開(kāi)的本發(fā)明應(yīng)僅理解為示例性的，且僅限制在所附權(quán)利要求 定義的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄介質(zhì)，包括襯底；在所述襯底上的包括至少三種元素的軟磁襯層；在該軟磁襯層上的包括Co或Fe的垂直磁記錄層；以及其中該軟磁襯層包括額外的具有大于1890℃的熔點(diǎn)溫度的非金屬元素或合金。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的垂直-茲記錄介質(zhì)，其中該額外元素是B、 B4C、 BN 和SiC中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素的量在0-12 at%的范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層包括含有CoTaZr 的非晶合金。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層結(jié)構(gòu)是單層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層結(jié)構(gòu)是反鐵磁耦 合雙層結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素包括B。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層中該額外元素的 量在0-12at。/。的范圍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層中該額外元素的 量在0-6。/oat的范圍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層中該額外元素 的量在0.5-3 at。/。的范圍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素包括W。
12. —種垂直;茲記錄介質(zhì)，包括 襯底；在該村底上包括至少三種元素的軟磁襯層； 在該軟》茲襯層上的垂直》茲記錄層；以及其中該軟磁襯層包括量小于6at。/。的Cr、 Pt、 Re、 Nb和Ti的至少一種的額外元素。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素是Nb、 Re和 Cr的至少一種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在該軟磁襯層中的該額外 元素的濃度在0-15 at.。/。之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的垂直磁記錄介質(zhì)，其中在該軟磁襯層中的該額外 元素的濃度在0.5-5 at.。/。之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素的添加不減小 超過(guò)20%的合金》茲矩。
17. 才艮據(jù)權(quán)利要求12的垂直》茲記錄介質(zhì)，其中該額外元素增大該軟^磁襯 層合金的不活潑性且表現(xiàn)出自鈍化。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12的垂直》茲記錄介質(zhì)，其中該額外元素增大該軟磁襯 層的單軸磁各向異性。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13的垂直》茲記錄介質(zhì)，其中該軟-磁襯層包括CoTaZr。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層中的濃度包括 70-97 at.Q/。之間的Co、 0-30 at.。/。之間的Ta、以及0-30 at.。/o之間的Zr。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素是Nb且Nb 的濃度在0.5-10 at.。/。之間。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該額外元素是Pt、 Re和 Cr中的至少一種且該額外元素的濃度在0.5-10 at.。/。之間。
23. —種垂直;茲記錄介質(zhì)，包括 襯底；在該襯底上的軟》茲襯層； 在該軟;茲村層上的垂直磁記錄層；以及其中該軟磁襯層是被0.5至4.0nm金屬或金屬合金層蓋帽、及被0.5至 4.0nm金屬或金屬合金層插入兩種中的至少一種。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的垂直^茲記錄介質(zhì)，其中該軟;茲村層被0.5至4.0nm 金屬或金屬合金層蓋帽。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層被0.5至4.0nm 金屬或金屬合金層插入。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁村層被0.5至4.0nm 金屬或金屬合金層插入。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層被多個(gè)0.5至 4.0nm的金屬或金屬合金層插入。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該軟磁襯層被多個(gè)0.5至 4.0nm的金屬或金屬合金層插入。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該金屬或金屬合金層包括Nb。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23的垂直磁記錄介質(zhì)，其中該金屬或金屬合金層包括 Nb、 Re、 Cr或Pt中的至少一種。
31. —種垂直石茲記錄介質(zhì)，包括 襯底；在該襯底上包括至少三種元素的軟^磁襯層； 在該軟磁襯層上包括Co或Fe的垂直磁記錄層；以及 其中該軟磁襯層包括熔點(diǎn)溫度大于18卯。C的第一額外非金屬元素或合金、及量小于6at.。/。的Cr、 Pt、 Re、 Nb和Ti的第二額外元素；且該軟磁襯層是被0.5至4.0nm金屬或金屬合金層蓋帽、及被0.5至4.0nm金屬或金屬合金層插入兩種中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種垂直磁記錄介質(zhì)。垂直磁記錄盤(pán)具有在軟磁襯層上的顆粒鈷合金記錄層。軟磁襯層被摻雜以明智選擇的元素或合金或者被所述元素或金屬合金層蓋帽或插入。所得盤(pán)和軟磁襯層與沒(méi)有摻雜或薄層的對(duì)比盤(pán)相比尤其具有好的記錄屬性，改善的機(jī)械強(qiáng)度和改善的抗腐蝕性。
文檔編號(hào)G11B5/66GK101174426SQ20071018117
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者青 戴, 戴維·布朗斯坦, 歐內(nèi)斯托·馬里尼羅, 池田圭宏, 王仁漢 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司