鈷鉻薄膜中具有高硼或高碳添加劑的多層垂直介質的製作方法

2023-05-21 19:04:31 2

專利名稱：鈷鉻薄膜中具有高硼或高碳添加劑的多層垂直介質的製作方法
本申請要求美國臨時申請的優先權，序號為60/368,601，2002年3月29日申請。
背景技術：
1.發明領域本發明涉及磁碟驅動器存儲領域，更具體是涉及一種多層垂直磁介質。
2.現有技術描述傳統的磁碟驅動器利用磁性進行記錄、存儲和讀取數字數據。數據在一張或幾張由馬達帶動旋轉的磁碟進行記錄和讀取，磁碟以每分鐘1000轉(rpm)的速度旋轉。數據通過垂直排列的讀/寫頭組件在磁碟上進行記錄和讀取，由執行器組件控制其從一個數據磁軌移動到另一個數據磁軌。
組成傳統硬碟驅動器的三大部件是磁介質，讀/寫頭組件和馬達。磁介質是用於磁性記錄數字數據的媒介，一般包括層狀結構，其中至少含有一個磁性材料層，如CoCrPtB，擁有很高的矯頑磁力以及殘餘力矩。讀/寫頭組件一般包括讀傳感器和由附在執行器上的空氣軸承滑塊支撐的寫線圈。該滑塊配合薄的空氣層以流體動力學關係動作，該空氣層被旋轉的磁碟牽引，使頭組件靠近磁碟表面飛轉。執行器用來將頭組件從一個磁軌移動到另一個磁軌，常用的是旋轉音圈執行器。一種典型的旋轉音圈執行器包括迴轉軸，該軸固定連接在與磁碟外徑緊密相臨的磁碟驅動器上。驅動馬達用來以高於每分鐘1000轉的速度(rpm)旋轉磁介質，一般包括無刷直流(DC)電動機。這種磁碟驅動器的結構是被大家所熟知的。
磁介質能被讀/寫頭局部磁化，這樣就產生了高度集中的磁場，根據被存入的信息改變方向。假如該磁化區的磁力強於該磁介質的矯頑磁力，這個由讀/寫頭產生的高度集中的局部磁場將特定區域的磁介質顆粒磁化。在該磁化區移除後，這些顆粒仍然留有剩磁，其指向和磁化區的方向一致。能對磁信號響應並產生電信號的讀/寫頭能夠讀出該磁介質的磁化。
磁介質結構一般包括一系列設置在鋁襯底、陶瓷襯底或者玻璃襯底頂面的薄膜，圖1表示一種傳統磁介質結構，它含有襯底110，由CoFeB製成的第1層112，由Ta或TaOx製成的第2層114，由CoFeB製成的第3層116，由Ta或TaOx製成的第4層118，由CoFeB製成的第5層120，由Ta或TaOx製成的第6層122，由CoFeB製成的第7層124，由Ta製成的第8層126，由銦錫氧化物(ITO)製成的第9層128，由CoCrRu製成的第10層130，由硼氧化物(BOz)製成的第11層132，由硼製成的第12層134，第13層136是由19個含CoCr/Pd的雙層膜構成的，第14層138是由經過氫化和/或氮化過的碳(CHN)製成的。
襯底110一般是由鋁(Al)，鍍上鋁、玻璃或陶瓷的鎳磷製成。雖然所有這些層使得疊層擁有磁性，但由19個含CoCr/Pd的雙層膜構成的第13層136，在其中起到了重要的作用，使得磁介質疊層達到了所期望的磁記錄特性。
上述參照圖1所示的磁介質結構運用傳統的磁介質製造方法製成。傳統的介質製造方法包括網紋襯底110，清洗襯底110和噴塗層112到138。噴塗方法包括噴塗通常與各自層相同的目標材料，使得噴出的材料薄膜植在襯底上。這種噴塗方法常常在室溫和低壓噴塗室的條件下進行。多層垂直介質通常是在室溫下，在Co和Pd/Pt層的分界面上噴塗的。
合成的垂直或者縱向記錄介質的磁性層，包括一個或幾個磁性層，每一層的厚度從10到幾百埃不等，磁性層通常是在加熱到高溫的襯底上進行噴塗，例如250℃。在熱襯底植上薄膜可以通過改進期望的結晶方向和增強Cr晶界分離減少噪音。在噴塗過程中，較高的襯底溫度增加了分子活性，允許向期望的結晶方向生長，而且增強Cr晶界分離降低了晶粒的交換結合，減小了噪音。
由於晶粒間大量的磁交換結合產生了高噪音，圖1的磁介質結構缺乏理想的磁特性。由Co合金和Pd或Pt構成的分層交替的薄層結構不同於傳統合金介質，要求在不同層之間產生明顯分界面，這就需要尋求一種減少多層垂直介質交換結合，並且保持Co合金和Pd或Pr薄膜間明顯分界面的方法。對於在室溫下進行噴塗的介質，這個要求尤其迫切。所以所需要的是一種磁介質結構，它擁有多層介質的高度磁各向異性，在Co合金薄膜和Pd或Pr薄膜間的明顯分界面，這可以減少噪音，能夠在室溫中進行噴塗操作。

發明內容
通過將碳或硼結合添加到多層垂直磁介質結構，克服了這個局限性。根據本發明的一個實施例，碳或硼添加劑被添加到該多層垂直磁介質結構的CoCr合金薄膜上。所得到的垂直磁介質結構擁有明顯的分界面並且交換結合顯著減少。一個原因可能在於Co合金薄膜的晶界的矩陣材料中比顆粒中的材料含有更高的Cr、B或C的濃度。這種富Cr、B或C的玻璃狀矩陣明顯減少了顆粒的交換結合。硼或碳的作用使得鉻分離增強了。
根據本發明的一個實施例，這種具有碳或硼添加劑的垂直磁介質結構包括襯底、CoFeB層、Ta或TaOx層、二級CoFeB層、二級Ta或TaOx層、三級CoFeB層、三級Ta或TaOx層、四級CoFeB層、Ta層、銦錫氧化物層，CoCrRu層，硼氧化物層，硼層，一組擁有19個的CoCrB/Pd雙層的結構以及經過氫化和/或氮化過的碳(CHN)保護殼。
這樣的垂直磁介質結構為700 FeCo30.8B12/20 TaOx/700FeCo30.8B12/20 TaOx/700 FeCo30.8B12/20 TaOx/158FeCo30.8B12/17 Ta/49 ITO/33 CoCr37Ru10/2.5 COy/2.5 C/[(CoCr9)C6.8/Pd]19/50 CHN。[(CoCr9)C6.8/Pd]19表示19個雙層(CoCr9)C6.8/Pd的疊層結構。TaOx表示表面經過氧化處理的鉭。COy表示碳的氧化物。ITO表示銦錫氧化物，由分別80％克分子的In2O3和克分子20％的Sn2O5組成。CHN表示經過氫化氮化處理過的碳。
其餘的垂直磁介質結構的實施例可以包括不同的厚度和組分。


圖1表示一種現有技術下的傳統多層垂直磁介質結構的框圖。
圖2表示本發明實施例的一種含CoCr合金薄膜並有硼添加劑的多層垂直磁介質結構的框圖。
圖3表示製作磁介質結構200的較佳方法的流程圖。
圖4是圖表，表示一種光磁的克爾效應，其作用是為CoCr/Pd多層介質提供磁場，不論在CoCr層上是否含有碳添加劑。
圖5是圖表，表示對應多層垂直媒介的硼和碳含量的媒介信噪比(SMNR)。
圖6是圖表，表示信噪比和與磁介質結構200的硼含量有關的Mrt的關係。
圖7是圖表，表示在硼含量定在6.8原子百分數的情況下，對應於磁介質結構200中CoCrB厚度的信噪比。
圖8是圖表，表示在硼含量定在6.8原子百分數的情況下，對應於磁介質結構200中CoCrB厚度的矯頑磁力(Hc)。
圖9表示條形圖，比較在三種襯底下磁介質結構200的信噪比。
具體實施例方式
通過運用能夠明顯減少媒介噪音的多層垂直磁介質，本發明提供了一個高表面密度磁記錄系統和方法。
圖2表示根據本發明的一個實施例，一種具有添加有硼的CoCr薄膜的多層垂直磁介質結構200，能夠減少媒介噪音。垂直磁介質結構200包括襯底110，第一層212由大約700的CoFeB組成，第二層214由大約20的Ta或TaOx製成，由大約700的CoFeB製成的第3層216，由大約20的Ta或TaO製成的第4層218，由大約700的CoFeB製成的第5層220，由大約20的Ta或TaOx製成的第6層222，由大約158的CoFeB製成的第7層224，由大約10的Ta製成的第8層226，由大約21的銦錫氧化物(ITO)製成的第9層228，由大約21的CoCrRu製成的第10層230，由大約2.5的硼氧化物(BOz)製成的第11層232，由大約2.5的硼製成的第12層234，第13層236是由19個含大約2.3的CoCr/12的Pd的雙層膜構成的，第14層238是由經過氫化和/或氮化過的大約50的碳(CHN)製成的。在另一個實施例中，硼(B)可以被碳(C)替代。垂直磁介質結構200擁有高磁各向異性以及在Co合金薄膜和Pd或Pt薄膜間有明顯分界面，這可以減少噪音，並在室溫下進行噴塗操作。
在一個實施例中，垂直磁介質結構200的構造為700 FeCo30.8B12/20TaOx/700 FeCo30.8B12/20 TaOx/700 FeCo30.8B12/20 TaOx/158 FeCo30.8B12/17 Ta/49 ITO/33 CoCr37Ru10/2.5COy/2.5 C/[(CoCr9)C6.8/Pd]19/50CHN。[(CoCr9)C6.8/Pd]19表示19個雙層疊層(CoCr9)C6.8/Pd，第一層CoCr9先於第一Pd層噴塗。TaOx表示表面經過氧化處理的鉭。COy表示碳的氧化物。ITO表示銦錫氧化物，分別由80％克分子的In2O3和20％克分子的Sn2O5組成。CHN表示經過氫化氮化處理過的碳。Co合金和Pd薄膜的厚度分別為2和10。雖然在這個實施例中給出了精確的原子百分含量和厚度，但實際值是可以變化的。用於製造可以使用的磁介質結構200的公差是很大的。
垂直磁介質結構200的襯底110是一種非磁性材料，足夠的厚度提供了充足的剛性。襯底110能夠由鋁(Al)，鍍上鋁、玻璃或陶瓷的鎳磷，鋁鎂合金，其他鋁合金，其他非磁性金屬，其他非磁性合金，玻璃，陶瓷，聚合物，玻璃陶瓷以及其組合物和/或疊壓物製成。CoFeB 212層是軟磁性材料，但Ta或TaOx層214，218，222是非磁性隔離物，它可以是表面氧化的Ta或者是沒有氧化的Ta。交替設置的CoFeB和Ta或TaOx層(212-224)組成了軟磁襯層。軟磁襯層的總厚度在1000到4000的範圍之間。其他的軟磁材料如Ni，NiFe，CoFeB，CoFeC，CoFeZr，Co，CoZr，CoZrCr，CoZrNb，CoTaZr，CoFe，Fe，FeTaN，FeAlN，FeTaC，FeSiAlN，FeSiAl和FeN都可以應用。同樣，其他的現有技術已知的非磁性隔離物也可以應用。硼層234，硼氧化層232，CoCrRu層230，ITO層228和Ta層226稱為是非磁性夾層，並且可以被其他現有技術已知的非磁性夾層所替代。夾層的總厚度在10到200之間。在另一個實施例中，CoCrRu層可以包括CoCrX，其中X可以在Ru，Pt，Ta，Mo，B，Si，Ge，Nb和W中選取。該CoCrRu層一般是一種非磁性材料，具有高Cr含量，如37原子百分比。碳保護殼的厚度在20到100之間變化。
雖然垂直磁介質結構200是現有技術的結構，這點已經在圖1中可以看出，但將碳或硼附加到CoCr上，使得垂直磁介質結構200擁有明顯的分界面並且大大減少了交換結合。雖然還不能肯定減少結合的準確原因，一種理論是Co合金薄膜晶界的矩陣材料比那些顆粒中的材料擁有更高的Cr，B或C的濃度。這種富Cr、B或C的玻璃狀矩陣明顯減少了顆粒的交換結合。硼和碳的添加又使得鉻分離增強了，這就形成了良好的薄膜特性。
垂直磁介質結構200的其它實施例包括CoCrC/Pd，CoCrB/Pd，CoCrC/Pt和CoCrB/Pt的雙層結構。雙層中的任意一層都可以先進行沉澱。另外，一旦選擇了一個雙層結構，用「n」來表示，許多雙層結構便相互堆積形成一個超晶格結構。雖然除了「n」必須為一個整數外，對數字n沒有別的限制，但雙層結構(n)的數值一般也只能在1到25之間選取。然而，正如本領域技術人員所熟知的，n可以根據特定磁特性需要最優選取。由n個雙層結構構成的超晶格結構是記錄層，因為它是垂直磁介質結構200中用於存儲信息的層。每個CoCrB或CoCrC層的厚度在1到4之間，每個Pd或Pt層的厚度在6到14之間。硼或碳的原子百分比在4到30之間。Cr的原子百分比在5到23之間。
圖3是流程圖，表示製作垂直磁介質結構200的較佳方法。首先在步驟305中一個襯底110在清洗前經過網紋處理。在步驟305中，玻璃襯底運用傳統打磨技術被網紋化/打磨，使其表面粗糙低於50。下一步驟310，運用傳統的玻璃清洗方法對襯底進行清洗，包括用酸、清潔劑、酒精、溶劑和水。這個步驟將襯底110上的所有網紋化/打磨後的殘留物洗去，為襯底110下一步的薄膜噴塗過程做好準備。在步驟320中，CoFeB被噴塗到襯底上，在襯底上形成了不定形的CoFeB層。一般運用傳統的薄膜植法和一種由合適的合金CoFeB製成的目標，將CoFeB層噴塗到襯底上。調整力度和/或調整噴塗時間可以控制其厚度，本申請中的厚度大約為700。由於CoFeB一般要被噴塗，經過步驟310的清洗後，CoFeB層212進行步驟320中的噴塗之前，襯底被放置在真空噴塗設備中。
接下來，在步驟330中Ta層214被噴塗到CoFeB層212上。這個Ta層在和噴塗CoFeB時所用的同樣的噴塗裝置中進行噴塗處理，並且通常是只移動Ta目標前的襯底或是只移動襯底前的Ta目標，並刮平在Ta層214噴塗到CoFeB層212的過程中產生的漿液，來完成其噴塗處理。Ta薄膜的表面可以在氬和氧的混合氣體中被氧化，或者將樣品放置到空氣中，然後再將其放回真空室中重新噴塗CoFeB。當使用真空噴塗裝置沒有充足的目標/位置去噴塗CoFeB/Ta/CoFeB/Ta/CoFeB/Ta/CoFeB/Ta疊層時，就必須噴塗CoFeB/Ta層，將帶有CoFeB/Ta層的襯底卸下，然後將其放回噴塗裝置中進行CoFeB/Ta的嵌套噴塗。當帶有CoFeB/Ta層的襯底從真空室中取出時，Ta就被表面氧化了。從磁特性的角度來看，Ta的表面氧化是不必要的。在其它申請中，可以期望通過蝕刻CoFeB/Ta層的表面來控制氧化量，這一切都是在帶有CoFeB/Ta層的襯底放回真空室後在下一個CoFeB/Ta層噴塗以前完成的。
接下來，在下一個步驟335中，需要決定步驟320和步驟330是否需要重複。在這個實施例中，步驟320和330每個都被重複了兩次，用來噴塗216，218，220和222層。如果步驟335的決定是重複，那麼步驟320和330則對層再次進行噴塗，如果決定是不要重複，那麼過程繼續進行到步驟340。在步驟340和步驟350中，158的CoFeB和17的Ta運用和步驟320和330中同樣的裝置和類似程序被分別噴塗。接下來，在步驟360中，銦錫氧化物(ITO)層228也用類似步驟330到340中的程序進行噴塗。類似地，在步驟365中，噴塗CoCrRu層230，在步驟370中噴塗BOz層232，在步驟375中噴塗硼層234。通過在含氧的環境下噴塗硼來植上BOz薄膜。
接下來，在下個步驟380中，CoCrB/Pd交替層的疊層236被噴塗上硼層234。在一個實施例中，這疊層包括19個大約2.3 CoCrB/12 Pd的雙層結構。這個疊層能夠用不同的方法加以噴塗，包括當進行噴塗時，在CoCrB和Pd目標前往復移動襯底進行噴塗，從而形成交替層的疊層。這個疊層還可以通過交替烘烤兩個同心圓型CoCr和Pd的目標來進行噴塗。在步驟385中，由CHN 238製成的保護殼層被噴塗到CoCrB/Pd 236的疊層上。當襯底在真空環境下，被噴塗完以前的噴塗磁性層後，直接對其進行氫化氮化過的碳組成的CHN 238層的噴塗。當襯底在真空時，帶有薄膜的襯底被轉移到先前進行噴塗操作旁邊的一個與之隔離的室中，CHN 238層再被噴塗上去。除此之外，之所以將CHN 238層放在隔離室進行噴塗，是因為含氫和氮的活性氣體在噴塗過程中可以利用。如果步驟385在隔離室中沒有完成，那麼可能有一個原因就是這些活性氣體能夠汙染鄰近的目標。最後在步驟390中，將噴塗完的垂直磁介質結構200移入一個裝載/卸載鎖，並將垂直磁介質結構200從真空室中移出，真空噴塗過程結束。
雖然上面提到的過程運用的是商業單盤處理系統來完成，例如德國Unaxis的環形噴塗裝置，但實際上其他的一些不同的薄膜噴塗工具也可以完成該過程。其他的薄膜噴塗方法包括漿液噴塗、粒子束噴塗、化學氣相噴塗以及活性離子噴塗，這些都可用來製作垂直磁介質結構200，但是並不局限於這些。最後，根據本發明的一個實施例，垂直磁介質結構200是在室溫下，由磁控管噴塗相應目標來製成的。
圖4是圖表，表示對於垂直磁介質結構200，有或是沒有碳添加劑，作為應用磁場的函數的光磁的克爾效應數據(以下簡稱克爾數據)進行一個比較。更具體地，第一個克爾數據410對應於當垂直磁介質結構200含有第13層的19個含CoCrC/Pd的碳疊層時的數據。而第二個克爾數據415則是對應於當垂直磁介質結構200含有第13層的19個含CoCrC/Pd的非碳疊層時的數據。第一個克爾數據410是磁滯環，對應與當垂直磁介質結構200包含一系列的CoCrC/Pd疊層時，矯頑磁力(Hc)大約為3660奧斯特，合晶場(Hn)大約為-1902奧斯特。第二個克爾數據415是磁滯環，對應與當垂直磁介質結構200包含一系列的CoCrC/Pd疊層時，矯頑磁力(Hc)大約為4100奧斯特，合晶場(Hn)大約為-2521奧斯特。圖4表示了當一個比CoCr/Pd媒介的α值還要小時，CoCrC/Pd媒介有相當高的負合晶場Hn和相當高的矯頑磁力Hc。α由下面的等式定義α＝4π(dM/dH)Hc其中，M是介質的磁矩，H是所提供的磁場。α可以用來預測媒介的噪聲行為。因為相當小的α值可以導致減少噪音，因此期望在最終的介質中有相當小的α值。
圖5是圖表，表示對應垂直磁介質結構200的硼和碳含量的媒介信噪比(SMNR)。圖5的數據顯示，改變硼和碳添加劑的濃度的垂直磁介質結構200。在圖5中，硼信噪比數據510表示對於添加了硼添加劑的垂直磁介質結構200的信噪比數據，而碳信噪比數據520則表示添加了碳添加劑的垂直磁介質結構200的信噪比數據。添加了硼的垂直磁介質結構200和添加碳的結構相同，只是將除了CHN保護殼的所有層的硼用碳來替代。硼信噪比數據510和碳信噪比數據520顯示了添加了高硼或高碳的磁介質結構200比沒有添加劑的結構擁有比較高的信噪比。圖5表示對於垂直磁介質結構200的硼信噪比數據510，從沒有添加硼的大約11.3dB增加到添加了7％的硼時的13.5dB。另外，圖5還顯示了對於垂直磁介質結構200的碳信噪比數據520，從沒有添加碳的大約11.2dB增加到添加了7％的碳時的13.8dB。圖5還表示了硼信噪比數據510在添加了大約13％的硼添加劑的時候，增加到了大約14.2dB，而碳信噪比數據520在添加了大約13％的硼添加劑的時候，增加到了大約13.5dB。
垂直磁介質結構200的這種記錄性能用一個帶有環形寫元件和大磁阻(GMR)的讀元件的讀寫頭進行測試，測試是在每英寸500千磁通翻轉(kfci)的情況下進行的。
圖6是圖表，表示媒介信噪比(SMNR)和與磁介質結構200的硼含量有關的MrT的關係。Mrt是磁殘留力矩和CoCrB/Pd多層疊層厚度的產物。用一個500kfci帶有單極寫裝置和GMR讀裝置的讀寫頭來計算信噪比。圖6的數據對應的是具有CoCrB/Pd多層疊層的介質中的硼(B)含量在6.8到12.8的原子百分數之間。信噪比數據610表示隨著硼百分比含量的增加信噪比增加。特別是，信噪比從硼原子百分比大約6.8時的約10.3dB增加到硼原子百分比大約12.8時的約15.7dB。信噪比隨硼原子百分比增加的函數接近於線性。另一方面，Mrt數據620表示Mrt隨硼百分含量增加而下降。特別是，Mrt值從硼原子百分比大約6.8時的0.44memu/cm2減少到硼原子百分比大約12.8時的0.35memu/cm2，Mrt隨硼原子百分比的增加而減少的這種函數關係也接近線性。
圖7是圖表，表示在硼含量定在6.8的原子百分數的情況下，對應於垂直磁介質結構200中CoCrB和Pd厚度的媒介信噪比(SMNR)，其中Pd厚度為12和10。12-Pd信噪比數據710表示對應於垂直磁介質結構200的CoCrB厚度為12時的信噪比，而10-Pd信噪比數據720表示對應於垂直磁介質結構200的CoCrB厚度為10時的信噪比。12-Pd信噪比數據710表示信噪比隨著CoCrB的厚度增加而增加。具體地，信噪比從CoCrB厚度約為2.3時的10.3dB增加到CoCrB厚度約為3時的13.2dB。在硼含量定在6.8的原子百分數的情況下，對應於垂直磁介質結構200中Pd厚度為12時，信噪比隨CoCrB厚度增加而增加的函數接近線性。另一方面，在硼含量定在6.8的原子百分數的情況下，對應於垂直磁介質結構200中Pd厚度為10時，10-Pd信噪比數據720表示信噪比隨著CoCrB的厚度增加大致不變。具體地，當CoCrB厚度約為2.3增加到約為3時，10-Pd信噪比數據720在12.5dB到13dB之間。
圖8是圖表，表示在硼含量定在6.8的原子百分數的情況下，對應於垂直磁介質結構200中CoCrB和Pd厚度的矯頑磁力(Hc)，其中包括Pd厚度為12和10的情況。12-Pd Hc數據810表示當垂直磁介質結構200的Pd厚度為12時，對應CoCrB厚度的矯頑磁力(Hc)，而10-Pd Hc數據820表示當垂直磁介質結構200的Pd厚度為10時，對應CoCrB厚度的矯頑磁力(Hc)。垂直磁介質結構200的12-Pd Hc數據810和10-Pd Hc數據820表示矯頑磁力(Hc)隨著CoCrB的厚度增加而減少。具體地，10-Pd Hc數據820從CoCrB厚度約為2.3時的3900奧斯特減少到CoCrB厚度約為2.7時的3400奧斯特。
圖6-8表示的數據可以用來建立一個方法，依靠該方法可以製成滿足期望的信噪比、MrT、和矯頑磁力值的垂直磁介質結構200。從圖6可以看出高硼含量可以減少MrT，這點可以通過增加CoCrB層的厚度來補償。此外，圖7表示出信噪比可以通過增加CoCrB的厚度，保持不變或者增加。最後，圖8表示矯頑磁力能夠通過增加CoCrB的厚度來減小。這種靈活性使得我們可以通過改變硼濃度和CoCrB的厚度來得到期望的信噪比、MrT、和矯頑磁力值。
圖9表示條形圖，比較在有無硼添加劑的三種襯底110下磁介質結構200的信噪比。圖9表示CoCr/Pd噴塗在經打磨的NiP鋁襯底上的信噪比、CoCr/Pd噴塗在經網紋處理的NiP鋁襯底上的信噪比、CoCr/Pd噴塗在Nipon板玻璃(NSG)襯底上的信噪比、CoCrB/Pd噴塗在經打磨的NiP鋁襯底上的信噪比、CoCrB/Pd噴塗在經網紋處理的NiP鋁襯底上的信噪比，以及CoCrB/Pd噴塗在Nipon板玻璃(NSG)襯底上的信噪比。對於這三種不同的襯底，添加了硼的磁介質結構200比沒有添加硼的磁介質結構200擁有更高的信噪比。圖9表示出所有的三種襯底都噴塗有CoCrB/Pd的磁介質結構200的信噪比約為13.2dB，而所有的三種襯底都噴塗有CoCr/Pd的磁介質結構200的信噪比約為11.2dB。
在CoCr合金層中添加高濃度的硼或碳，在垂直磁介質結構200的CoCr合金層和Pd層之間，保持了明顯的分界面。添加了高硼和高碳(原子百分比多於4)的CoCr/Pd多層介質的高矯頑磁力說明在CoCr和Pd間有明顯的分界面。當高濃度的硼或碳加入到CoCr/Pt多層結構中時，可以看到同樣的效果。此外，還可以添加其它添加劑，例如磷和矽。
本領域的技術人員可以認識到，本發明通過上面的較佳實施例來說明，但並不僅限於此。上面描述的發明的不同的特徵和方面，可以單獨運用或結合使用。而且，雖然文中描述了本發明在特定環境中的裝置和特定的運用，但本領域的技術人員應該認識到它的適用性並不僅限於此，本發明可以在許多環境和裝置下使用。
權利要求
1.一種磁記錄介質，包括非磁性材料的襯底；噴塗在所述襯底上的含有鈷(Co)、鉻(Cr)和硼(B)的第一層；選自鈀(Pd)和鉑(Pt)的第二層X，被噴塗到所述的第一層上，從而形成雙層結構，所述的CoCrB層與X層接觸，所述的次級層擁有垂直的磁各向異性和低噪音。
2.如權利要求1中所述的磁記錄介質，其特徵在於，所述的雙層結構包括CoCrB/X的結構，其中所述的X層直接噴塗到所述CoCrB層上，並與其相接觸。
3.如權利要求1中所述的磁記錄介質，其特徵在於，所述的雙層結構包括X/CoCrB結構，其中所述的CoCrB層直接噴塗到所述X層上，並與其相接觸。
4.如權利要求1中所述的磁記錄介質，還包括若干個所述的雙層結構連續相互向上疊加，構成低噪音的垂直磁記錄介質。
5.如權利要求1中所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的CoCrB層包含4到30的硼(B)原子百分數。
6.如權利要求1中所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的低噪音包括比11.3dB大的信噪比。
7.一種磁記錄介質，包括非磁性材料的襯底；直接噴塗在所述襯底上的含有鈷(Co)、鉻(Cr)和碳(C)的第一層；選自鈀(Pd)和鉑(Pt)的第二層X，被噴塗到所述的第一層上，從而形成雙層結構，所述的CoCrC層與X層接觸，所述的次級層具有垂直的磁各向異性和低噪音。
8.如權利要求7中所述的磁記錄介質，其特徵在於，所述的雙層結構包括CoCrC/X的結構，其中所述的X層直接噴塗到CoCrC層上，並與其相接觸。
9.如權利要求7中所述的磁記錄介質，其特徵在於，所述的雙層結構包括X/CoCrC結構，其中所述的CoCrC層直接噴塗到X層上，並與其相接觸。
10.如權利要求7中所述的磁記錄介質，還包括若干個所述的雙層結構連續相互向上疊加，構成低噪音的垂直磁記錄介質。
11.如權利要求7中所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的CoCrC層包含4到30的碳(C)原子百分數。
12.如權利要求7中所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的低噪音包括比11.3dB大的信噪比。
13.一種磁記錄介質，包括非磁性材料的襯底；底層，它包含軟磁材料層，或者被非磁性隔離層隔離的若干軟磁材料層；至少一個非磁性夾層；垂直各向異性記錄層，由含有鈷、鉻和從硼、碳、矽、磷組成的組中選出的一種元素構成的第一層。
14.如權利要求13所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的軟磁材料包括鈷、鐵、硼。
15.如權利要求13所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的非磁性隔離層由鉭或者表面氧化的鉭構成。
16.如權利要求13所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的非磁性夾層為Ta/ITO/CoCrRu/BOz/B的疊層。
17.如權利要求13所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的垂直各向異性記錄層還包括從Pd和Pt中選取的第二層X，其中所說的第二層直接噴塗在第一層上。
18.如權利要求13所述的磁記錄介質，其特徵在於所述的垂直各向異性記錄層包括含若干CoCrB和Pd交替層的超晶格結構。
19.一種磁記錄介質，包括襯底110；由CoFeB製成的第1層；由TaOx製成的第2層；由CoFeB製成的第3層；由TaOx製成的第4層；由CoFeB製成的第5層；由TaOx製成的第6層；由CoFeB製成的第7層；由Ta製成的第8層；由銦錫氧化物(ITO)製成的第9層；由CoCrRu製成的第10層；由硼氧化物製成的第11層；由硼製成的第12層；由19個含2.3的CoCrX/12的Pd的雙層結構構成的第13層，其中所述的X從碳(C)和硼(B)中選擇；由氫化的碳製成的第14層。
20.一種磁記錄介質，包括襯底110；由約700的CoFeB合金製成的第1層；由約20的TaOx製成的第2層；由約700的CoFeB合金製成的第3層；由約20的TaOx製成的第4層；由約700的CoFeB合金製成的第5層；由約20的TaOx製成的第6層；由約158的CoFeB合金製成的第7層；由約10的Ta製成的第8層；由約21的銦錫氧化物(ITO)製成的第9層；由約21的CoCrRu製成的第10層；由約2.5的BOz製成的第11層；由約2.5的硼製成的第12層；由19個含2.3的CoCrX/12的Pd的雙層結構構成的第13層136，其中所述的X從碳(C)和硼(B)中選擇；由約50的氫化的碳製成的第14層。
21.一種製作磁記錄介質的方法，包括提供襯底作為噴塗層；在所述襯底上噴塗底層；在所述底層上噴塗夾層；在所述夾層上噴塗記錄層，所述的記錄層包括雙層結構，所述雙層具有含CoCrX的第一層，其中，X從硼、碳、矽、磷中選取；還具有從鈀(Pd)和鉑(Pt)中選出的第二層，它直接噴塗在所述的第一層上，構成擁有垂直磁各向異性和低噪音的雙層結構。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，所述的記錄層還包括連續相互向上疊加的附加雙層結構。
23.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，所述的低噪音包括比11.3dB大的信噪比。
24.一種磁記錄介質，包括一種提供襯底的裝置；一種提供擁有高磁各向異性和低噪音的垂直磁介質結構的裝置。
全文摘要
將碳或硼添加到多層垂直磁介質結構的鈷鉻層中可以減少介質噪音。這種垂直磁介質結構在Co合金層和Pd或Pt層之間擁有明顯的分界面並且明顯減少結合交換。根據本發明的一個具體實施例，添加有碳或硼的垂直磁介質結構具體為700FeCo
文檔編號G11B5/64GK1643576SQ03806851
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月28日 優先權日2002年3月29日
發明者Q·陳, C·布魯克, R·Y·蘭簡 申請人:西加特技術有限責任公司