专利名称：图案化磁记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种记录介质，更具体地讲，涉及一种相邻的》兹记录层之间 的相互作用减小的图案化磁记录介质。
背景技术：
在使用连续磁膜作为记录层的连续磁记录介质(以下，称作"连续介质，，) 中，为了提高连续介质的记录密度，构成磁膜的磁颗粒的大小应该较小。然 而，当磁颗粒的大小小于临界值时，发生超顺磁效应，因此磁颗粒的热稳定 性降低，从而连续介质的数据存储性能劣化。因此，难以提高连续介质的记 录密度。
为了克服连续介质的记录密度的局限，已经提出了这样一种图案化磁记
录介质(以下，称作"图案化介质")，在该介质中，与比特区域(bitregion) 对应的磁畴相互分开。第US 2002/0068195Al号和第US 2002/0154440A1号 美国专利申请及第2005-0010338号韩国专利申请公开中公开了图案化介质。 图案化介质的记录密度公知的为1000 Gbit/ii^或更大，该记录密度明显大于
连续介质的记录密度。
然而，由于在传统的图案化介质中相邻磁畴之间的磁相互作用大，所以 开关场分布(switching field distribution)增大。以下，将参照图IA和图IB 详细描述上述问题。
图IA是传统图案化介质的剖视图。
参照图1A,传统图案化介质包括在基底10上的多个磁记录层100a至 lOOg (100)。以规则的间隔设置》兹记录层100a至lOOg,并且i兹记录层100a 至100g由铁磁材料形成。每个磁记录层为柱状，并且在磁记录层100a至100g 之间形成非磁边界层150。
每个磁记录层是记录数据的比特区域。在记录头产生的磁场的作用下， 每个磁记录层沿第一方向Dl被磁化，或者沿与第一方向Dl相反的第二方向 D2被磁化。沿第一方向Dl被磁化的磁记录层和沿第二方向D2被磁化的磁
记录层可分别对应于比特值0(以下，称作"0")和比特值1 (以下，称作"1")。
为了将新数据记录到包含预先记录的数据的磁记录层100，磁记录层100的
磁化方向需要被反向。使磁化方向反向所需的;兹场称作开关磁场。
理想状态下，记录"0"的开关磁场的绝对值和记录"1"的开关磁场的
绝对值相等，并且开关场分布应该为零。然而，在传统的图案化介质中，由 于相邻磁畴之间的；兹相互作用导致开关场分布大于零。
例如，在;兹记录层100a至100g均沿第一方向Dl被石兹化的图1A中，使 磁记录层100d的磁化方向反向的开关磁场的绝对值小于使磁记录层100d的 磁化方向再次返回至第一方向Dl所需的开关石兹场的绝对值。原因在于从位 于磁记录层100d两侧的磁记录层100a至100c和100e至100g产生的磁场 Hi影响磁记录层100d。详细地讲，当磁记录层100a至100c和100e至100g 具有与磁记录层100d的磁化方向相同的磁化方向(这里，为第一方向Dl ) 时，从磁记录层100a至100c和100e至100g产生并穿过磁记录层100d的磁 场Hj具有与第一方向Dl相反的第二方向D2。因此，使磁记录层100d的磁 化方向从第一方向Dl改变为第二方向D2的开关磁场的绝对值小于使磁记录 层100d的磁化方向从第二方向D2改变为第一方向Dl的开关磁场的绝对值。
图1B示出了由施加到磁记录层100d的磁场H引起的磁滞特性。在图 1B中，M表示石兹记录层100d的》兹化强度(magnetization )。
参照图IB,磁记录层100d的磁滞回线向右偏移了很多。因此，用于记 录"0"的开关磁场H1的绝对值与用于记录"1"的开关磁场H2的绝对值之 差大。
在记录介质的不同区域，磁记录层100a至100c和100e至100g的磁化 方向可变化。因此，在记录介质的不同区域，用于记录"0"的开关》兹场Hl 的绝对值与用于记录"1"的开关磁场H2的绝对值之差也会变化。
通过(AH/Hmin)x100来计算开关场分布(％ ),其中，AH表示I I HI I -I H2 I I ， H曲为I HI I和I H2 I中较小的值。当磁记录层100的磁各 向异性能(magnetic anisotropic energy )为2xl06 erg/cm3 (尔才各每立方厘米)， 且4tiMs是1.0特斯拉(其中，Ms表示饱和磁化强度且通过施加一次磁场 来翻转(switch) —比特)时，传统图案化介质的开关场分布为70%,这相 当高。
因此，难以确保传统图案化介质中的记录可靠性和数据稳定性。
发明内容
本发明提供了 一种相邻》兹畴之间的^t相互作用减小的图案化^f兹记录介质。
根据本发明的一方面，提供了 一种包括以 一定间隔布置在基底上的多个 磁记录层的图案化磁记录介质，其中，磁记录层为相对于基底垂直设置的多 层层压件，并包括抑制各磁记录层之间的磁相互作用的装置。
^磁记录层均可包括两个或两个以上的铁石兹层，并且抑制》兹相互作用的装 置置于各铁磁层之间，所述装置为软磁层。
每个磁记录层可包括顺序层叠的第 一铁磁层、软磁层和第二铁磁层。
非磁层可形成在第 一铁》兹层和软;兹层之间以及软-兹层和第二铁,兹层之间。
铁磁层的磁各向异性能可为IOMO7 erg/cm3。 铁,兹层的厚度可为2-10nm。
每一铁》兹层可为CoCrPt层、CoPtP层、包括Co层和Pt层的多层以及包 括Fe层和Pt层的另一种多层中的一种。
软磁层的磁各向异性能可为50-10000 erg/cm3。 软》兹层的厚度可为2-10nm。
软磁层可为CoFe层、NiFe层、CoNiFe层和Co层之一。
4兀Ms可为0.3-1.5特斯拉，其中，Ms为软磁层的饱和磁化强度。
非磁层的厚度可为l-5nm。
非磁层可为Cu层、Pt层、Ru层、Ta层、NiFeCr层和Cr层之一。 根据本发明，可以减小相邻的磁记录层之间的磁相互作用，从而减小图 案化磁记录介质的开关场分布。因此，可以提高记录可靠性和数据稳定性。
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细地描述，本发明的以上
和其它特征和优点将变得更加清楚，其中
图1A是示出传统的图案化磁记录介质的结构及其问题的剖视图1B是示出包括在图1A的图案化磁记录介质中的磁记录层的磁滞特性
的曲线图2是根据本发明实施例的图案化磁记录介质的剖视图3A和图3B是分别示出了在包括在传统的图案化磁记录介质中的磁记
录层和包括在根据本发明实施例的磁记录介质中的磁记录层中引起的磁场的
剖一见图4是示出了图2中的图案化磁记录介质的开关场分布的仿真结果的曲 线图。
具体实施例方式
现在，将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例 性实施例。在附图中，为了清晰起见，夸大了层和区域的宽度或厚度。 图2是根据本发明实施例的图案化磁记录介质的剖视图。 参照图2，根据本发明当前实施例的图案化^f兹记录介质包括以一定间隔 布置在基底20上的多个^f兹记录层200。在一个实施例中，以规则的间隔设置 磁记录层200。」磁记录层200中的每个为多层层压件(laminate )。该多层层压 件具有夹层结构，在该夹层结构中，软磁层6置于第一铁^磁层2a和第二铁磁 层2b之间。第一非磁层4a可形成在第一铁磁层2a和软磁层6之间，第二非 磁层4b可形成在软磁层6和第二铁磁层2b之间。在磁记录层200的每个之 间设置非磁边界层250。第一铁磁层2a和第二铁磁层2b的磁各向异性能可为 106 - 107 erg/cm3。软磁层6的磁各向异性能可为50-10000 erg/cm3，优选地为 80-1000 erg/cm3。
第 一铁磁层2a和第二铁磁层2b可由相同的材料或不同的材料形成，并 且每个可为CoCrPt层、CoPtP层、包括Co层和Pt层的多层以及包括Fe层 和Pt层的另一种多层中的一种。软磁层6可为CoFe层、NiFe层、CoNiFe 层和Co层中的一种。第一非^兹层4a和第二非^磁层4b可由相同的材料或不同 的材料形成，并且每个可为Cu层、Pt层、Ru层、Ta层、NiFeCr层和Cr层 中的一种。
第一铁磁层2a和第二铁磁层2b的厚度可为2-10nm，软磁层6的厚度可 为2-10nm。第一非^兹层4a和第二非^兹层4b的厚度可为l-5nm。
非磁边界层250可利用纳米图案化法(如纳米压印)由诸如树脂、氧化 硅(Si02)或氮化硅(SixNy)的材料形成。非磁边界层250可为空层，即， 空气层。当非磁边界层250由诸如树脂的材料形成时，第一铁磁层2a、第一
非磁层4a、软磁层6、第二非磁层4b和第二铁磁层2b被顺序地填充在非磁 边界层250之间，以形成石兹记录层200。在本领域中，形成》兹记录层200和 非磁边界层250的各种方法和顺序为公知的，可以由本领域技术人员来确定 适当的方法和顺序。
根据本发明当前实施例的图案化-兹记录介质由于^兹记录层200的结构特 性使得相邻的磁记录层200之间的磁相互作用减小。将参照图3A和图3B来 详细描述磁记录层200之间的磁相互作用减小的原因。
图3A和图3B是分别示出了在包括在传统的图案化磁记录介质中的磁记 录层(以下，称作"传统磁记录层100")和包括在根据本发明实施例的磁记 录介质中的本发明的石兹记录层(以下，称作"石兹记录层200")中引起的》兹场 的剖一见图。
在图3A和图3B中，传统》兹记录层100和才艮据本发明的石兹记录层200沿 第二方向D2被》兹化。该-兹化方向与图1A中示出的方向对应。
参照图3A和图3B,由铁磁层形成的传统磁记录层100的磁场广泛地分 布在围绕传统磁记录层100的宽范围区域中。另一方面，由于置于第一铁;兹 层2a和第二铁;兹层2b之间的软磁层6吸收了磁记录层200中间的磁场，所 以根据本发明的磁记录层200的磁场仅靠近磁记录层200分布。因此，由于 磁记录层200的第一铁磁层2a和第二铁磁层2b产生的磁场大部分穿过磁记 录层200,所以在根据本发明的图案化磁记录介质中相邻的磁记录层200之 间的磁相互作用显著降低。
另夕卜，由于在翻转过程中软磁层6的磁化反向速度(magnetization reversion speed)大于第 一铁磁层2a和第二铁磁层2b的磁化反向速度，所以 软磁层6用作磁记录层200的》兹性反向(magnetic reversion)的《I发剂。因此， 磁记录层200的翻转速度增大。
同时，第一非磁层4a和第二非磁层4b分别防止在第 一铁磁层2a和软磁 层6之间以及在第二铁磁层2b和软磁层6之间形成磁畴壁，从而磁记录层 200可用作单个磁畴。当磁记录层200用作单个》兹畴时，防止使-兹记录层200 反向所需的磁场(即，开关磁场)降低过多。
图4是示出了图2中示出的根据本发明的图案化磁记录介质的仿真开关 场分布的结果的曲线图，该曲线图示出了磁记录层200的开关场分布根据软 磁层6的磁特性的变化的变化。在图4中，Ms表示饱和磁化强度，K表示软
磁层6的磁各向异性能(erg/cm3 )。
示出了当K各为80、 800和16000 erg/cm3时，通过将软磁层6的4兀Ms 从0.5特斯拉变化到1.4特斯拉而计算的磁记录层200的开关场分布。
为了测试的目的，图案化磁记录介质中的所有磁记录层200沿第一方向 D1被磁化，并且预定的磁记录层被反向磁化为第二方向D2 。在仿真过程中， 施加 一 次;兹场翻转一 比特。
参照图4， ^磁记录层200的最大开关场分布小于38% ，并且在4兀Ms小 于0.6特斯拉的区域中，磁记录层200的开关场分布可降低为小于20%。从 图4中可以看出，根据本发明的图案化磁记录介质的软磁层6的4兀Ms为 0.3-1.5特斯拉,优选地为0.3-0.7特斯拉。
将图4与"背景技术"中所示的传统图案化磁记录介质的开关场分布的 计算结果进行比较，根据本发明实施例的图案化磁记录介质的开关场分布明 显小于传统图案化^f兹记录介质的开关场分布。
上面已经解释了具有两个铁磁层和置于这两个铁磁层之间的软磁层的磁 记录层的特定实施例。然而，根据本发明实施例的磁记录层可具有三个或三 个以上的铁磁层，铁;兹层被设置为在各铁磁层之间设置软;兹层。
如上所述，根据本发明的图案化介质包括抑制相邻;兹记录层200之间的 磁相互作用的软磁层6，从而极大地降低了图案化介质的开关场分布。因此， 根据本发明，可以提高图案化磁记录介质的记录可靠性和数据稳定性。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是 示例性实施例仅用于示出的目的，并不限制本发明的范围。例如，可在磁记 录层200和非磁边界层250下方设置非磁夹层和/或软磁下垫层(underlayer), 或者可由本领域普通技术人员来改变包括在磁记录层200中的铁磁层、非磁 层和软磁层的层叠数量。因此，本发明的范围不是由示例性实施例限定，而 是由权利要求的技术范围限定。
权利要求
1、一种包括以一定间隔布置在基底上的多个磁记录层的图案化磁记录介质，其中，磁记录层为相对于基底垂直设置的多层层压件，并包括抑制各磁记录层之间的磁相互作用的装置。
2、 根据权利要求1所述的图案化磁记录介质，其中，磁记录层均包括两 个或两个以上的铁磁层，并且抑制磁相互作用的装置置于各铁磁层之间，所 述装置为软磁层。
3、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，磁记录层均包括顺 序层叠的第一铁磁层、软磁层和第二铁磁层。
4、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，还包括设置在各个铁磁层 和软磁层之间的非磁层。
5、 根据权利要求3所述的图案化磁记录介质，还包括设置在第一铁磁层 和软磁层之间以及设置在软磁层和第二铁磁层之间的非磁层。
6、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，铁磁层的磁各向异 性能为106-107 erg/cm3。
7、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，铁磁层的厚度为 2-10nm。
8、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，各个铁磁层均为 CoCrPt层、CoPtP层、包括Co层和Pt层的多层以及包括Fe层和Pt层的另 一种多层中的一种。
9、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，软磁层的磁各向异 性能为50-10000 erg/cm3。
10、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，软磁层的厚度为 2-10nm。
11、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，软磁层为CoFe 层、NiFe层、CoNiFe层和Co层中的一种。
12、 根据权利要求2所述的图案化磁记录介质，其中，4兀Ms为0.3-1.5 特斯拉，其中，Ms为软磁层的饱和磁化强度。
13、 根据权利要求4所述的图案化磁记录介质，其中，非磁层的厚度为 l-5nm。
14、根据权利要求4所述的图案化磁记录介质，其中，非磁层为Cu层、 Pt层、Ru层、Ta层、NiFeCr层和Cr层中的一种。
全文摘要
本发明提供了一种包括以预定的规则间隔布置在基底上的多个磁记录层的图案化磁记录介质，其中，磁记录层为多层的并包括抑制磁记录层之间的磁相互作用的装置。磁记录层包括顺序层叠的第一铁磁层、抑制磁相互作用的装置和第二铁磁层，其中，抑制磁相互作用的装置为软磁层。
文档编号G11B5/66GK101174425SQ200710162730
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月8日 优先权日2006年11月3日
发明者孙镇昇, 李丙圭, 林志庆 申请人:三星电子株式会社