专利名称：具有图案化介质的垂直磁记录系统和该介质的制造方法
技术领域：
本发明总体上涉及图案化的垂直磁记录介质，例如用于磁记录硬盘驱动 器中的盘，更具体而言涉及图案化的盘，其中数据位存储在抬高的磁数据岛 上，由凹陷的非磁区域将磁数据岛相互隔离。
背景技术：
已经有人提出具有图案化的磁记录介质的磁记录硬盘驱动器以提高数 据密度。在图案化介质中，盘上的磁记录层被构图成沿同心数据道设置的小 的隔离数据岛。图案化介质盘可以是纵向磁记录盘或垂直磁记录盘，在纵向 磁记录盘中磁化方向平行于或位于记录层的平面内，在垂直磁记录盘中，磁 化方向垂直于或离开记录层的平面。为了产生图案化数据岛的所需磁隔离， 必须破坏或显著降低岛间空间的磁矩，以使这些空间基本上无磁性。在一种 图案化介质中，数据岛为抬高的间隔开的柱体，其延伸于盘衬底表面之上， 在柱体之间的衬底表面上界定沟或槽。这种图案化介质让人感兴趣是因为， 具有预蚀刻的柱体和沟槽图案的衬底可以用相对低成本、高产量工艺，例如
光刻(1 ithography)和纳米印制(nanoimpdnting)来生产。然后在预蚀刻衬底的整 个表面上淀积磁记录层材料以覆盖柱体端部和沟槽。据认为，因为沟槽是凹 陷的，因此它们离读/写头足够远，从而不会对读写产生不利影响。这种图案 化介质在美国专利6440520中以及Moritz等人的文章"Patterned Media Made From Pre-etched Wafers: A Promising Route Toward Ultrahigh-Density Magnetic Recording" (IEEE Transactions on Magnetics,第38巻，第4期，2002年7 月，1731-1736 )中有所描述。这种在柱体末端上进行垂直磁化的图案化介 质被认为为超高密度磁记录提供了机会。然而，已经发现，沟槽中的磁材料 在回读信号中产生了噪声并且还对写入每一数据位(即，磁化柱体末端上的
记录材料)带来不利影响。
需要这样一种具有柱体和沟槽的图案化垂直磁记录介质以及允许使用 预蚀刻衬底的介质制造方法，其中柱体在其末端具有磁材料，而沟槽基本上
没有磁矩。
发明内容
本发明为如下类型的图案化垂直磁记录介质，其具有末端上具有磁材料 的分隔开的柱体，柱体之间是作为非磁性区域的沟槽。该介质利用可使用预 蚀刻衬底的方法制造。该衬底在沟槽处具有基本平坦的表面且包括诸如硅
(Si)或锗(Ge)的材料，在被加热时，这些材料将扩散到磁记录层材料中 并与记录层中通常使用的一种或多种元素，如钴(Co)、铁(Fe)、铂(Pt) 和钯(Pd)发生化学反应。衬底可以是半导体级单晶Si晶片或具有非晶Si 层的刚性支撑结构或基底。在一个实施例中，柱体从平坦表面延伸且由不会 扩散到记录层中的材料形成。这样的材料包括诸如Si02的氧化硅、氮化硅 (SiN)、氧化铝(Al203)和难熔金属及其合金例如钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽 (Ta)和铼(Re)。在整个衬底上形成记录层以覆盖柱体末端和沟槽之后，将衬 底加热到一定温度一定时间，以足以使沟槽中的记录层材料和衬底中的材料 彼此扩散到其中并发生化学反应。这造成沟槽中记录层材料中的任何铁磁性 的破坏或至少显著减小，意味着沟槽在暴露于外加磁场之后不会表现出显著 的為f矩。然而，加热不会影响柱体末端上的记录层，因为柱体是由不会扩散 到记录层中的材料形成的。
衬底还可以包括"软"或较低矫顽力的导^t衬层(SUL)，从而为来自 写入头的磁场提供磁通回路。如果使用SUL,那么就在柱体从其延伸的表面 之下SUL上形成扩散阻挡层，以防止衬底的Si或Ge和SUL中的磁材料之 间的扩散。
在另一个实施例中，衬底具有第一扩散阻挡层,其具有基本平坦的表面， 柱体从该表面延伸，柱体由Si或Ge形成。第二扩散阻挡层位于记录层下的 柱体末端上。扩散阻挡层可以是诸如Ta或SiN的材料，该材料防止柱体中 的Si或Ge与记录层材料之间的扩散。在加热衬底期间，沟槽中的记录层材 料和沟槽附近的柱体中的Si或Ge扩散到彼此之中并发生化学反应，在沟槽 中产生非磁性区域。柱体末端上的第二扩散阻挡层防止柱体的Si或Ge和记 录层之间的扩散。如果在该实施例中使用了 SUL，第一扩散阻挡层防止柱体 的Si或Ge与SUL中的》兹材料之间的扩散。
本发明的图案化垂直磁记录介质可以实施于磁记录盘驱动器中，其中在
盘上在同心圆形数据道中对柱体构图。该介质还可以实施于扫描探头型磁记
录系统中，其中在衬底上在相互垂直的行的x-y阵列中对柱体构图。
为了更完整地理解本发明的属性和优势，将结合附图参考以下的详细说明。
图1为具有现有技术的图案化垂直介质的垂直磁记录系统的略图。
图2为图1中所示的系统的磁盘驱动器实施的顶视图，示出了以同心圓
数据道设置的图案化位。
图3A-3C为在制造方法各阶段根据本发明的一个实施例的盘的截面图。 图3D-3E为示出了图3A-3C的方法变化的截面图，其中在柱体侧壁上
也淀积了记录层材料。
图4为类似于图3C中所示的本发明的实施例的截面图，但其中衬底包
括软磁衬层(SUL)。
图5A为构图前本发明的另一实施例的衬底的截面图。
图5B为构图和淀积磁记录层之后以及退火之后的图5A的衬底的视图。
图6为本发明的扫描探头实施的图示，示出了以互相垂直的行的x-y阵
列设置的图案化位。
具体实施例方式
图1为具有现有技术的图案化垂直介质的垂直磁记录系统的略图。可以 在磁记录盘驱动器中实施该系统，其介质为具有设置成同心圓数据道的图案 化位的磁记录盘。于是图1示出了盘IO的一部分，盘10包括具有基本平坦 的表面14的衬底12。多个分立的图案化岛或柱体30从表面14基本垂直地 延伸且是衬底12的部分。柱体30间隔开，留下在柱体30的末端之下凹陷 的沟槽32。在柱体30的末端以及沟槽32的表面上形成垂直磁记录材料层 34。如箭头40所示，垂直地磁化每个柱体30上的记录层34,结果以基本垂 直或离面取向(即，不平行于记录层34的表面)在记录层34中存储了所记 录的位。在这种图案化介质中，即使沟槽中有磁记录层材料，沟槽和柱体末 端之间的垂直间距也是隔离所记录的位的基础。然而，如下所述，沟槽中的 磁材料仍可能对位的读写带来不利影响。如图1所示，衬底12还可以包括
可选的形成于刚性盘支承结构或基底18上"软"或较低矫顽力的导磁衬层
(SUL) 16。
图1的略图中还示出了读出头60和写入头50(带有写入磁极52和返回 磁极54 )。写入电流流经写入头50的线圏56，在写入磁极52处产生磁场(箭 头42 )。该磁场沿方向40磁化了写入磁极之下的柱体30上的记录层34。SUL 16充当着写入头50的写入磁极52和返回磁极54之间的磁场的磁通返回通 路(箭头17)。所记录的位的探测或读取是由读出头60进行的，读出头60 通常为^f兹阻(MR)读出头，例如隧道MR(TMR)读出头，其中感测电流 垂直地流经构成读出头的层。可以用导磁材料的屏蔽件62防止除被读取的 位之外的位的磁化到达读出头60。
图2为图1中所示的系统的磁盘驱动器实施的顶视图。驱动器100具有 支撑致动器130的外壳或基底112和用于使磁记录盘10转动的驱动马达。 致动器130可以是音圈马达(VCM)旋转致动器，其具有刚臂134,绕着枢 轴132如箭头124所示旋转。头支撑组件包括悬臂121，其一端连接到致动 器臂134的末端，其头承载件122例如气垫滑块(air bearing slider)连接到悬 臂121的另一端。悬臂121能够使头承载件122保持距盘IO表面非常近。 读出头60 (图1 )和写入头50 (图1 )通常被形成为在头承载件122的后缘 表面(trailing surface)上构图成的集成读/写头(未示出)。盘10上的柱体30 设置成径向间隔开的同心圆数据道118。在盘IO旋转时，致动器130的运动 使得头承载件122尾端上的读/写头能够访问盘10上的不同数据道118。在 图案化介质上写入需要写脉冲与柱体图案同步。在转让给与本申请同一受让 人的美国专利6754017中描述了一种图案化介质磁记录系统，其使用磁化柱 体为写入提供时钟。
在如图1所示的具有图案化盘IO的垂直磁记录系统中，仅仅柱体30末 端上的垂直磁记录层34对回读信号有贡献，每个柱体30表示一个比特(bit )。 位于沟槽32中的磁记录层材料不会显著对信号有贡献，但可能成为噪声源。 此外，沟槽中的磁材料可能会经由直接交换或间接地经由偶极于交互(dipolar interaction)增大相邻比特之间的耦合，从而阻止或减小写入期间单比特寻址 的可能性。沟槽中的磁材料还可能具有磁畴结构，其产生不希望的杂散场， 可能导致写入期间相邻比特的不受控制的翻转。于是，即使能够以柱体30 末端和沟槽32之间较大的垂直间距来制造盘10,也希望避免在沟槽中存在
磁材料，以实现最大的信噪比和最佳的记录性能。
图3A-3C为在制造方法各阶段根据本发明的一个实施例的盘的截面图。 图3A示出了预蚀刻衬底212的一个实施例，其具有基本平i旦的表面214和 从表面214延伸的柱体230。柱体具有基本在一个平面上的顶部或末端231。 表面2] 4上柱体230之间的区域为沟槽232。衬底212包括下文中称为"扩 散"材料的材料层213。扩散层213由受到加热时能够扩散到记录层材料中 并与记录层材料发生化学反应的材料形成，记录层材料通常包括诸如Co、 Fe、 Pt和Pd中的一种或多种元素。优选的用于层213的扩散材料包括Si和 Ge。柱体230由"非扩散"材料形成，即，在受到加热时该材料不扩散到磁 记录层中或与之发生化学反应。因此,柱体230可以由诸如SiO2的氧化硅、 氮化硅(SiN)、氧化铝(八1203 )以及难熔金属及其合金例如钨(W)、钼(Mo)、 铌(Nb)、钽(Ta)和铼(Re)形成。
可以通过公知技术，例如常规光刻、直接写入电子束(e-束)光刻以及 纳米印制来制造预蚀刻衬底212。例如，衬底212可以以刚性硅晶片开始， 例如半导体级的单晶硅晶片，其充当着具有外表面214的扩散层213。或者， 衬底212可以是刚性基底，其上溅射淀积非晶Si层，该非晶Si层充当着具 有外表面214的扩散层213。然后在整个表面214上淀积或形成SiN或Si02 非扩散层至基本对应于所期望的柱体230高度的厚度。例如，如果非扩散层 为Si()2,可以由硅晶片的热氧化形成。因为将要向下蚀刻非扩散层直至表面 214从而形成柱体230,可以在淀积非扩散层之前在整个表面214上淀积可 选的蚀刻停止层(未示出)，例如2-3nm厚的碳(C)或铝(Al)膜。然后对 该结构进行构图和蚀刻，以出去非扩散材料，留下柱体230和沟槽232的图 案。然后用第二次蚀刻来去除沟槽232中的蚀刻停止材料。
在纳米印制工艺中，通常由直接e束写入来制造母版模板(master template),使之具有期望的图案。衬底212的整个表面214上形成例如Si02 的非扩散层之后，向Si02层上旋涂印制抗蚀剂(imprint resist)(即热塑性聚合 物)薄膜。然后使具有预定图案的母版模板与印制抗蚀剂膜接触，将模板和 衬底压到一起并力口热。当在3皮璃态转化温度(glass transition temperature)以上 加热抗蚀剂聚合物时，模板上的图案就被压到抗蚀剂膜中。冷却之后，从衬 底分离母板，在Si02层上留下图案化抗蚀剂。可以用反应离子蚀刻(R正) 将抗蚀剂中的图案转移到下方的Si02层。可选的蚀刻停止层会方便R正的
停止。
在直接写入e束构图工艺中，在衬底212的整个表面214上形成非扩散 层例如Si02之后，可以在Si02层上淀积薄抗蚀剂层例如聚曱基丙烯酸曱酯
(PMMA)。然后用e束工具对抗蚀剂层构图。在对该抗蚀剂层显影之后， 在抗蚀剂层中留下了孔的图案。然后可以向孔中以及图案化抗蚀剂层上淀积 薄铬(Cr)层。在随后的剥离工艺中，除去残余的抗蚀剂和其上的Cr,留下 (:r点图案。利用Cr点作为硬掩模通过反应离子蚀刻(RIE)将该图案转移 到Si(VSi上。可选的蚀刻停止层会方便RIE的停止。在达到期望的沟槽深 度(即，柱体的高度)之后，除去Cr层并清洗衬底。上述纳米印制和直接 写入e束构图工艺是公知的且在很多参考文献中有进一步详述，这些文献包 括G. Hu等人在J. Appl. Phys.第95巻第11期第2部分，2004年6月1曰 7013-7015页的文章"Magnetic and recording properties of Co/Pd islands on prcpatterned substrates"。
图3B为淀积》兹记录层234之后的衬底212的截面图。可以在^兹记录层 234上形成保护性外涂层(未示出)，例如非晶"类金刚石"碳膜或氮化硅膜。 磁记录层234的淀积通常由常规賊射淀积进行，造成在柱体230的末端以及 表面214处的沟槽232中淀积记录层234的材料。优选的记录层234为具有 垂直浪f各向异性的多层，例如Co/Pt、 Co/Pd， Fe/Pt或Fe/Pd多层。在通常实 例中，交替淀积4-10个Pd膜(每个大约0.4到1.2nm厚)和4-10个Co膜
(每个大约0.2到0.5nm厚)以形成Co/Pd多层。在淀积多层之前，通常淀 积厚度在大约0.5到4nm范围内的粘附层(例如Cr或Ta)以及厚度在大约 0.5到4nm范围内的初始Pd层。所得的结构的厚度在大约6到15nm范围内。 柱体230具有大约5到50nm的通常厚度，柱体230的中心间距大约50到 25nm。这导致盘10具有大约250到1000Gbits/in2的面位密度。
除了多层之外，记录层234还可以由任何公知的表现出垂直磁各向异性 的非晶或晶体材料和结构形成。于是，可以使用具有或没有氧化物例如Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物的颗粒多晶钴合金，如CoPt或CoPtCr 合金。此外，含有稀土元素的磁材料是可用的，例如CoSm、 TbFe、 TbFeCo、 GdFe合金。记录层234也可以由化学有序的CoPt、 CoPd、 FePt、 FePd、 CoPt3 或CoPd3形成。这些化学有序的合金处于其块(bulk)形态中被称为面心四方
(FCT ) L10-有序相材料(也称为CuAu材料)。L10相的c轴为易磁化轴且
方向垂直于衬底。类似于Co/Pt和Co/Pd多层，这些层具有很强的垂直磁各
向异性。
在本发明中，对图3B的结构退火。这样获得了图3C中示意性描绘的 结构，其中沟槽232中的磁记录层材料和扩散层213的材料彼此扩散并发生 化学反应。这样在沟槽232中的表面214处生成了非磁区域236。记录层234 的材料包括从Co、 Fe、 Pt和Pd构成的组中选一奪的至少一种元素，且这些元 素中的至少一种与扩散层213的材料反应。退火造成非磁区域236中的任何 铁磁性的破坏或至少大幅度削减，意味着这些区域在暴露到所施加的磁场之 后表现不出显著的磁矩。然而，退火不会显著改变柱体230末端上的记录层 234的铁磁属性，因为柱体230是由诸如SiN或Si02的非扩散材料形成的。 例如，如果记录层材料包括Co且扩散层213包括Si或Ge,那么，非磁区 域236会分别包括非铁磁化合物Co2Si或Co2Ge。根据磁记录层材料中的元 素和扩散层的成分，可以形成的其他可能非铁磁化合物包括FesSi、 FqGe和 一定范围的介稳晶态和非晶态合金。Si和Ge与铁磁Co和Fe的扩散使磁性 区非磁是公知的。例如，美国专利5585140描述了制造用于纵向记录的分立 道磁记录盘，方法是，首先利用Si或Ge的同心环对连续磁膜构图，然后退 火以制造由同心非磁环分隔的同心磁数据道的平坦表面。
根据用于记录层和扩散层的材料以及记录层材料的厚度，可以用实验方 法决定退火时间和温度。在一个例子中，在单晶硅晶片上淀积总厚度为llnm 的8个交替膜的Co/Pd多层。在260。 C退火IO分钟完全破坏了多层中的铁 磁性。比较起来，当在单晶硅晶片上的1.5nm厚的Ta非扩散层上形成相同 的多层并在相同温度下退火相同时间时，未能检测到对多层的铁磁性的任何 影响。
图3B-3C示出了一工艺，其中在柱体230的侧壁上不淀积记录层234的 材料，使得柱体230的顶部231上的记录层材料从物理上并因此从磁性上与 沟槽232中的记录层材料隔离开。
然而，不需要防止记录层234的材料被淀积在柱体侧壁上，因为随后的 退火可以使柱体顶部上的记录层材料变得被磁隔离，使得它们可以用作分立 数据位。这使得柱体可以被做得显著更短。这一点在图3D-3E中示出。在图 3D中，所示的柱体230短于图3C中的，记录层234的材料示出为被淀积成 在柱体230的顶部231、柱体侧壁209和沟槽232上基本连续的膜。这造成 沟槽232中的铁磁材料被交换耦合到柱体230顶部的铁磁材料，这将阻止柱 体230顶部231的材料用作分立数据位。然而，在退火后将因为形成了非磁 区域236而抑制沟槽232中的铁^f兹性，造成柱体顶部的铁磁材料被隔离。这 一点在图3E中被示出。这样就可以^f吏用淀积之后本来高度不足以隔离石兹位 的柱体，大大简化了形成预蚀刻衬底的光刻工艺。
已经用实验方法-睑证了图3D-3E所示的工艺。预蚀刻衬底形成有5nm 厚的柱体，柱体由在Si晶片上构图的2nm厚的Ta/3nm厚的SK)2构成。柱 体直径为500nm,分隔1000nm。在柱体、柱体侧壁和沟槽上向图案化晶片 上淀积铁磁多层fCo (0.3nm)/Pd(0.9nm)x 8]。磁力显微(MFM)图像展示了 柱体和沟槽的对比，且柱体上和沟槽中的磁材料强烈交换耦合。然后在真空 中在185° C下对该结构退火10分钟。退火之后的MFM图像示出了来自沟 槽的磁对比不再明显，留下了来自柱体的磁信号。退火之后的Kerr磁强测 定值也表明，来自沟槽的信号得到了抑制，而柱体的铁磁顶部独立地反转。
图4为类似于图3C中所示的本发明的实施例的截面图，但其中衬底212' 包括SUL 216。 SUL 216形成于衬底刚性支承结构或基底218上。SUL 216 可以是由诸如CoNiFe、 FeCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeTaZr、 CoFeB和CoZrNb合金的导磁材料形成的单层，或者是 由多层软磁膜形成的层压结构，其中多层软磁膜由非磁膜例如导电膜如Al 和CoCr或反铁磁耦合膜如Ru和Ir分隔。基底218可以是任何市场上可买 到的玻璃盘坯件(disk blank),但是还可以是常规的具有NiP表面涂层的铝合 金，或者诸如硅、硅碱《丐石或硅碳化物的替代盘坯件。在淀积SUL216之前
可以在基底218上形成用于生长SUL的可选的粘附层(未示出)，例如AlTi
<formula>formula see original document page 12</formula>
如图4所示，在SUL216上方形成可以是如柱体230所用的任何材料的 扩散阻挡层219。例如，1.5nm厚的Ta层可以充当扩散阻挡层219。在该实 施例中，扩散层213'形成于扩散阻挡层219上且可以是一层溅射淀积的非晶 Si。在退火期间，扩散阻挡层219防止SUL216中的磁材料和扩散层213'中 的材料之间扩散。
图5A为构图前本发明的另一实施例中的衬底312的截面图。在构图之 后，衬底312将具有表面314基本为平坦的第一扩散阻挡层319，柱体330 (以短划线表示)将从该表面延伸，柱体330由扩散层313的材料形成，在
柱体末端上具有第二扩散阻挡层320的材料。于是衬底312包括基底318、 SUL316、第一扩散阻挡层319、扩散层313和第二扩散阻挡层320。
图5B为构图和淀积磁记录层334之后且退火之后的衬底312的视图。 在该实施例中，柱体330由诸如Si或Ge的扩散材料形成，但是在其末端具 有诸如Ta的扩散阻挡层320。在退火期间，沟槽332中的磁记录层材料和柱 体330中的Si或Ge扩散到彼此之中并反应，从而在表面314的沟槽中生成 非磁区域336。扩散阻挡层320防止柱体330的Si或Ge和磁记录层334之 间的扩散。扩散阻挡层319防止柱体的Si或Ge和SUL 316中的磁材料之间 的扩散。本实施例使得磁记录层334能够更靠近SUL 316,因为扩散层313 还起到柱体330的作用，这与图4中具有扩散层213'的实施例不同。
以上描述了实施于磁记录盘驱动器中的本发明的图案化垂直磁记录介 质。然而，该介质还可以实施于扫描探头系统中，如Eleftheriou等人在 "Millipcde-A MEMS-Based Scanning-Probe Data-Storage System" ( IEEE Transactions on Magnetics,第39巻，第2期，2003年3月，938-945页)中 所述的。"Millipede"系统是一种热-机系统，其中，通过加热探头尖端以在 聚合物存储介质中产生凹坑来记录数据。本发明的扫描探头实施例在图6中 示出。所示的磁记录介质具有衬底基底418,具有平坦表面414的扩散层413 以及从表面414延伸的柱体430。柱体430在其末端上具有垂直磁记录材料， 在表面414上被设置成互相垂直的行的x-y阵列。在xyz扫描机的平台502 上支撑衬底基底418。在芯片520上制造具有相关悬臂(cantilever)511的磁力 显微(MFM)型探头尖端510的阵列。在美国专利5900729中描述了能够 产生用于写入的磁场的MFM型探头。通过xyz扫描机可以在x-y.方向上相 对于彼此移动芯片520和记录介质。于是每个探头仅与总阵列的一部分相关 且仅对该部分中的柱体寻址。多路复用驱动器(MUX) 530、 532允许将写 入电流单独提供给每个MFM探头。如上所述且如图6所示的扫描探头系统 具有探头阵列。然而，根据本发明的扫描探头磁记录系统也可能按照常规 MFM系统的方式仅具有与xyz扫描机协作的单个探头。
尽管已经参考优选实施例特别展示和描述了本发明，本领域的技术人员 应理解，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出各种形式和细节的 变化。因此，应当将公开的发明仅仅看作示例性的，其范围仅仅由后附权利 要求指定。
权利要求
1.一种图案化磁记录介质，包括衬底，具有基本平坦的表面和多个基本垂直地从所述表面延伸的间隔开的柱体；所述柱体的顶部上的具有垂直磁各向异性的记录层，所述记录层由包括从Co、Fe、Pt和Pd构成的组中选择的一种或多种元素的材料形成；以及在所述表面处所述柱体之间的非磁区域，所述非磁区域包括所述记录层元素中的至少一种。
2. 根据权利要求1所述的介质，其中所述衬底包括从Si和Ge中选择 的材料，所述非磁区域包括所述至少一种记录层元素和所选择的Si或Ge的 化合物。
3. 根据权利要求1所述的介质，其中所述衬底包括具有所述基本平坦 的表面的基本非晶Si层，所述非磁区域包括所述至少一种记录层元素和Si的化合物。
4. 根据权利要求3所述的介质，其中所述衬底还包括导磁材料软磁衬 层以及所述衬层和所述非晶Si层之间的扩散阻挡层。
5. 根据权利要求1所述的介质，其中所述衬底包括具有所述基本平坦 的表面的第一扩散阻挡层，其中所述柱体包括从Si和Ge中选择的材料，其 中所述非磁区域还包括来自所述柱体的所述选择的Si或Ge，且还包括所述 记录层和所述柱体末端之间的第二扩散阻挡层。
6. 根据权利要求5所述的介质，其中所述衬底还包括导磁材料软磁衬 层，所述第一扩散阻挡层形成于所述衬层上。
7. 根据权利要求1所述的介质，其中所述柱体由选自氮化硅、氧化硅、 氧化铝、W、 W合金、Mo、 Mo合金、Nb、 Nb合金、Ta、 Ta合金、Re和 Re合金构成的组的非磁材料形成。
8. 根据权利要求1所述的介质，其中所述记录层为从Co/Pt、 Co/Pd、 l<c/Pt和Fe/Pd多层构成的组中选^^的多层。
9. 根据权利要求1所述的介质，其中所述记录层材料包括颗粒Co合金。
10. 根据权利要求1所述的介质，其中所述记录层材料包括从CoPt、 CoPd、 FePt和FePd构成的组选择的化学有序合金。
11.根据权利要求1所述的介质，其中所述柱体设置在所述衬底上多个 基本同心的圆形道中。
12.根据权利要求1所述的介质，其中所迷柱体设置在所述衬底上互相 垂直的行的阵列中。
13. —种图案化磁记录介质，包括衬底，所述衬底包括Si且具有基本平坦的表面和多个从所述表面基本 垂直地延伸的间隔开的柱体，所述柱体具有基本共面的末端；所述柱体的末端上的具有垂直磁各向异性的记录层，所述记录层由包括 从Co、 Fe、 Pt和Pd构成的组中选择的一种或多种元素的材料形成；以及所述表面处所述柱体之间的非磁区域，所述非磁区域包括Si和所述记 录层元素中的至少 一种的化合物。
14. 根据权利要求1所述的介质，其中所述衬底包括具有所述基本平坦 的表面的基本非晶Si层。
15. 根据权利要求14所述的介质，其中所述衬底还包括导磁材料软磁 衬层以及所述衬层和所述非晶Si层之间的扩散阻挡层。
16. 根据权利要求15所述的介质，其中所述衬层材料包括从CoNiFe、 l'cCoB、 CoCuFe、 NiFe、 FeAlSi、 FeTaN、 FeN、 FeTaC、 CoTaZr、 CoFeTaZr、 CoFeB和CoZrNb构成的合金的组中选择的合金。
17. 根据权利要求13所述的介质，其中所述记录层包括从Co和Fe构 成的组选择的第 一材料和从Pt和Pd构成的组选择的第二材料的交替层的多 层。
18. 根据权利要求13所述的介质，其中所述记录层材料包括颗粒Co合金。
19. 根据权利要求18所述的介质，其中所述记录层材料还包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的一种或多种的氧化物。
20. 根据权利要求13所述的介质，其中所述记录层材料包括从CoPt、 CoPd 、 FePt和FePd构成的组中选择的化学有序合金。
21. 根据权利要求13所述的介质，其中所述介质为磁记录盘且其中所 述柱体设置在所述衬底上多个基本同心的圓形道中。
22. 根据权利要求13所述的介质，其中所述柱体设置在所述衬底上互 相垂直的行的阵列中。
23. —种垂直;兹记录系统，包4舌 如权利要求13所述的介质；写入头，用于沿基本垂直于所述柱体从其延伸的衬底表面的方向磁化所 述柱体的末端上的所述记录层；以及读取头，用于检测所述柱体末端上的被磁化的记录层。
24. —种用于制造图案化垂直磁记录介质的方法，包括提供衬底，所述衬底包括从Si和Ge中选择的材料并具有基本平坦的表 面以及从所述表面基本垂直地延伸的多个柱体，所述柱体具有基本共面的末 端并在所述表面上间隔开以在所述表面处在所述柱体之间界定沟槽；在所述柱体末端上以及所述沟槽中淀积垂直磁记录材料层，所述记录层 材料包括从Co、 Fe、 Pt和Pd构成的组中选择的一种或多种元素；以及在淀积所述记录材料层之后，加热所述衬底以使所述选择的Si或Ge与 所述沟槽中的至少一种所述记录层元素发生化学反应。
全文摘要
采用可利用预蚀刻衬底的方法制造如下类型的图案化垂直磁记录介质，其具有末端上有磁材料的间隔开的柱体且在柱体之间具有非磁沟槽。衬底在沟槽处具有基本平坦的表面且包括在被加热时会扩散到磁记录层材料中并与记录层中通常使用的一种或多种元素发生化学反应的材料。柱体由不会扩散到记录层中的材料形成。在整个衬底上形成记录层以覆盖柱体末端和沟槽之后，对衬底退火。这造成沟槽中的记录层材料中的任何铁磁性的破坏或至少显著减小，使得沟槽成为非磁性的。退火不会影响柱体末端上的记录层，因为柱体由不会扩散到记录层中的材料形成。
文档编号G11B5/74GK101178907SQ20071018633
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月10日
发明者埃里克·E·富勒顿, 奥拉夫·赫尔威格, 彼得勒斯·A·范德海登, 杨宏渊, 杰弗里·S·利利, 詹姆斯·T·奥尔森 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司