[发明专利]一种可用于高密度垂直磁记录的非晶垂直磁化膜

说明书

技术领域

本发明属于存储介质技术领域，具体涉及一种可用于高密度垂直磁记录的非晶垂直磁化膜。

背景技术

在过去的十几年中，磁记录密度一直在快速增长。这一方面要归功于磁头技术和编码技术的发展，更主要的则要归功于磁记录介质的研究和发展。

按照磁盘内代表记录信号的磁化矢量与磁头运动方向和盘面表面是平行还是垂直，可将其分为纵向或垂直记录方式。目前，常用的硬盘磁记录方式仍为纵向记录方式。但随着记录密度的不但提高，纵向记录介质中由退磁场引起的热噪声越来越大。而垂直磁记录，记录密度越高其退磁场反而越小，介质噪声也会相应减小。此外，随着磁记录面密度的不断提高，记录位的线度也随之越来越小，逐步趋进于超顺磁极限。因此，当传统的纵向磁记录方式受到越来越多问题困扰的时候，人们又在加紧进行具有很大发展潜力的垂直磁记录介质的研究。

由于巨磁阻磁头(GMR)的发展及实用化，将它应用于垂直磁记录，解决了垂直磁记录中磁头方面的关键问题，因而使垂直磁记录成为当前高密度磁记录的研究热门，这样又对垂直磁记录介质提出了更高的要求。对于垂直磁记录介质，目前研究的重点在于如何降低介质的热噪声，以及如何增强介质的热稳定性。为了降低介质的热噪声，对于多晶磁记录介质，往往采用减小晶粒与晶粒间耦合作刚的办法。为了减小晶粒间的相互作用，人们正试图制成那种以非磁质为模板的、磁性颗粒分布于其中的磁记录介质。用高分辨率电镜进行观察可以发现，采用溅射法制成的非晶膜中纳米磁性晶粒分布于其中。因此，采用溅射法制成的非晶磁性膜的热噪声会很低。另外，理论和实验都表明磁滞回线矩形度越高的垂直磁化膜其热噪声越低。

对于磁记录介质的热稳定性，可以采用记录位的磁存储能与热扰动能的比值——K_uV*/k_BT来衡量，一般认为这一比值应为50到70。这里，K_u代表介质的磁各向异性常数，V*代表记录位的磁开关体积，k_B为Boltzman常数，T代表温度。随着记录面密度的不但提高，V*只会越来越小，介质的热稳定性也会越来越差。要提高介质的热稳定性，采用K_u值较大的磁记录材料是较好的选择

就前研究得较多的CoCr合金系列膜而言，从结构上来说它是由六角柱晶组成的多晶结构。为了降低晶粒与晶粒间的耦合作用，人们设法在CoCr膜中加入Pt或Ta等元素以加强Cr在晶界处的偏析，以降低介质膜的热噪声。为了使得CoCr合金垂直磁化膜中的晶粒能够有良好的磁滞回线矩形度，也需要在CoCr合金层下加入合适的底层或缓冲层，M.Futamoto等人曾以金属Ti作为CoCr合金膜的底层，以期促进CoCr磁性层的柱状生长(见M.Futamoto，Y.Honda，Y.Matsuda，N.Inab，Technical Report of IEICEMR91-46，1991，p.29)。尽管如此，CoCr合金垂直磁化膜还是存在着晶粒粗大，磁各向异性能较低的缺点。

除了CoCr合金系列膜以外，目前研究得较多的还有Co/Pd、Co/Pt、Fe/Pt金属多层膜、钡铁氧体垂直磁化膜、以及Sm-Co非晶垂直磁化膜。虽然Co/Pd等金属多层膜具有较好的磁特性，但因为它是由多层膜的界面感生出的垂直磁各向异性，必须使得每一层做得很薄，膜层结构类似于超晶格，因此制造工艺复杂，制造成本较高。钡铁氧体垂直磁化膜虽然采用一般的溅射方法就可以获得，但为了使膜能够很好地晶化，后退火过程是必要的，而且制膜过程中溅射工艺条件对膜的磁性能的影响太大，使得其磁特性不易于控制。