CN1967665B

CN1967665B - 磁性记录媒体内部的调谐交换耦合

Info

Publication number: CN1967665B
Application number: CN2006101492973A
Authority: CN
Inventors: T·P·诺兰; S·D·哈克尼斯四世
Original assignee: Seagate Technology LLC
Current assignee: Seagate Technology LLC
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: KR20070033935A; US8119263B2; KR101022603B1; CN1967665A; SG131076A1; JP2007087575A; US20070064345A1

Abstract

公开一种磁性记录媒体具有衬底，第一磁性层以及第二磁性层，按此次序，其中第一磁性层中的交换耦合低于第二磁性层中的交换耦合，且第一和第二磁性层都在薄膜栈中，以便第一磁性层中的磁性粒子由通过第二磁性层的路径交换耦合。也公开了一种制造磁性记录媒体的方法，通过获取衬底，在第一溅射气压下沉淀第一磁性层以及在第二溅射气压下沉淀第二磁性层，按此次序，其中第一溅射气压高于第二溅射气压，且第一磁性层中的交换耦合低于第二磁性层中的交换耦合。

Description

磁性记录媒体内部的调谐交换耦合

技术领域

本发明涉及改进的，高记录执行磁性记录媒体，其包括至少一个弱性交换耦合的磁性层和一个强性交换耦合的磁性层，优选地彼此相互连接。更特别地，发明涉及硬盘记录媒体，其在磁性记录期间向噪音比率提供增强的信号。

背景技术

薄膜磁性记录媒体，其中细粒状多晶磁性合金层被用作磁性记录层，通常根据磁性记录层内部的磁性颗粒的磁性域(位)的方向将其分为“纵向的”和“垂直的”。图1，由Kanu G.Ashar，322(1997)的Magnetic Disk Drive Technology获得，且示出了磁性位以及纵向的和垂直的记录转换。

对更高的区域记录密度的需求的增长影响了对矫顽磁性(Hc)、剩余矫顽磁性(Hcr)、顽磁(Mr)方面的薄膜磁性记录媒体的更大需求的增加，它们是铁磁材料每单位体积的磁矩、矫顽磁性垂直度(S^*)、信号-到-媒介噪音比率(SMNR)、以及媒介耐热性。磁性颗粒的耐热性是由K_uV确定的大范围，这里K_u是磁性层的磁性各向异性常数以及V是磁性颗粒的体积。V依赖于磁性层厚度(t)；当t减少时，V减少。这些参数对记录执行来说是重要的且主要依赖于媒介材料的微观结构。

对于高信噪比(SNR)磁性记录媒体，希望得到小的均匀尺寸的磁性粒子或颗粒；以及粒子或颗粒之间的适当低的、一致的交换耦合。对于纵向的、垂直的和倾斜的磁性记录媒体，最佳的交换耦合值是不相同的(例如，典型地，希望得到纵向的记录媒体更高的交换耦合)，但是对于每一种情况，都希望在每个临近的颗粒之间得到恒定的、适度的值。

通常，希望得到低交换耦合，以便临近颗粒的磁性转换不会变得高度关联。减少的交换耦合降低了磁性粒子或磁性转换单元的尺寸。交叉-轨道关联长度以及媒介噪音也相应地减少。然而，磁性颗粒之间近零点交换耦合在垂直的媒介设计中形成一种非常低的垂直度的修剪的磁滞现象回路，一种宽的转换区域分布，自退磁作用和热腐蚀的较低阻抗，以及低的成核区域(Hn)。当其他粒子以簇活动时，非均匀的交换耦合允许一些粒子独立活动，从而产生磁性粒子尺寸的宽范围分布以及各向异性磁场。

传统习惯上使用的存储媒介包括：具有Co-Cr-Pt-B和Co-Cr-Ta合金的磁性记录层，这里的B和Ta主要用来提高磁性层中Cr的分离。由磁性粒子之间的边界上优先形成的非-铁磁体材料来控制交换耦合。优先地通过能形成颗粒分界的Cr和B外表面散射，在具有合金的CoPtCrB沉淀物溅射期间，通常在高温度衬底上形成非-铁磁体材料。该Co浓度在颗粒中心和颗粒边界变化，这样形成从磁性到非-磁性组份的变换。这种媒介中的交换耦合通过改变例如Cr和B这样的浓度参数以及衬底温度来控制。

也可以在具有合金的CoPt沉淀物溅射期间在低温衬底上在磁性颗粒边界上形成非-铁磁体材料，通过向溅射目标加入金属氧化物或通过在具有氧化物的溅射气体中反动性地溅射目标。这些媒介中的交换耦合可以通过改变例如像溅射气压、溅射气体中的氧化物浓度、以及溅射目标中的氧化物浓度等参数来控制。

在任何情况下，非-铁磁体材料更好的分离剖面会导致磁性颗粒以及非-磁性Co-耗尽的颗粒边界之间的较急剧跃迁。相比而言，记录媒体在每个颗粒内部会具有更高的Co浓度。

然而，当溅射参数被调整用于控制非-铁磁体材料的数量以形成一种较大的却非完全的交换耦合的磁性粒子时会出现许多问题。具有一种较大的却非完全的交换耦合的磁性粒子的磁性材料术语上称为“适度交换耦合”。

伴随这种交换耦合方法的问题是：两个颗粒之间的交换对每对相邻颗粒之间的颗粒边界上的极小数量的原子的排列非常敏感。这样，某些颗粒比其他颗粒更强地耦合。第二个问题是：径向扩散剖面依赖于磁性颗粒的尺寸。这样，更大的颗粒比更小的颗粒系统地具有不同的成分，且因此系统地具有不同的交换和磁各向异性。第三个问题是：包括铁磁体粒子，磁性粒子之间的弱交换耦合铁磁体区域，以及磁性粒子之间的交换解耦非-铁磁体区域的整个薄膜的成分实质上相同，除了某些原子核素的垂直横向的传送。在薄膜中改变交换耦合通常会改变磁性粒子的成分以及颗粒边界材料。因此，很难分别优化每个薄膜成分的特性。同样，第四个问题与退化的机械强度以及耐蚀性有关，这是由现有技术中的高压溅射方法必然产生增加的表面粗糙度引起的。因此需要一种用于磁性记录媒体的新方法，其提供在磁性层中的改进的交换耦合控制以及在保留媒介坚固的同时改进的记录执行操作。

发明内容

发明的实施例用于控制一种在磁性层内部具有改进的合成分离的纵向的或垂直的记录媒体。一个实施例涉及一种磁性记录媒体，其包括衬底，第一磁性层和第二磁性层，其中第一磁性层内的交换耦合比第二磁性层内的交换耦合要低。优选地，第一和第二磁性层都在薄膜栈内部，以使第一磁性层内的磁性颗粒可以通过穿过第二磁性层的路径来交换耦合。

另一个实施例涉及一种磁性记录媒体，其包括衬底，第一磁性层和第二磁性层，其中所述第一磁性层包括非晶材料区域以及所述第二磁性层实质上并不包括非晶材料。优选地，所述第一磁性层包括非铁磁体材料区域以及所述第二磁性层实质上并不包括非铁磁体材料。

然而另一个实施例涉及一种制造磁性记录媒体的方法，包括：获得衬底，沉淀具有反应氧化的第一磁性层或沉淀实质上没有反应氧化的第二磁性层，其中所述第一磁性层中的交换耦合低于第二磁性层中的交换耦合。优选地，所述第一磁性层和所述第二磁性层包括在不同衬底温度上沉淀的薄膜，此外，其中第二层包括在温度大于50℃的衬底上沉淀的薄膜。同样，优选地，沉淀的第一磁性层在第一溅射气压下且沉淀的第二磁性层在第二溅射气压下，按照这种规则，其中第一溅射气压高于第二溅射气压。

如将会被理解的，本发明有其他不同的实施例，且其细节会有各种不同的明显方面的修改，都不会超出本发明的范围。因此，附图及说明都被认为是示例性的而非限制性的。

附图说明

图1示出了(a)纵向的和(b)垂直的记录位。

图2示出了本发明媒介的一个实施例结构。

图3示出了Hc(顶部曲线)和Hn(底部曲线)作为强交换耦合磁性层的厚度函数(即，顶部或第二磁性层)。该强交换耦合磁性层是图3中实施例的CoPt层。

具体实施方式

磁性记录媒体具有包括B和Ta的Co-Cr-Pt-B和Co-Cr-Ta合金来提高磁性层中Cr的分离.Cr更好的分离剖面会引起磁性颗粒和非-磁性富含Cr颗粒边界之间的急剧跃迁，且因此，希望记录媒体具有更高的饱和磁化强度(Ms)以及磁晶各向异性(K_u)以及更狭窄的内部转换区域分布。具有Co-Cr-Pt-MO(M是具有氧化物的活性金属)的磁性记录媒体包括MO以提高磁性层内的分离。一种更好的氧化物分离剖面会导致磁性颗粒和富氧化非-磁性颗粒边界之间的急剧跃迁，且因此，希望记录媒体具有更高的饱和磁化强度(Ms)以及磁晶各向异性(K_u)以及更狭窄的内部转换区域分布。

对于垂直的记录媒体，估计交换耦合最简单的参量是Hc-Hn。为了选择媒介结构，较大的Hc-Hn参量值对应于较低的交换耦合。对于现有技术的具有Hc～5000Oe的媒介，Hc-Hn值低于2000Oe的被认为是强交换耦合，而具有4000Oe以上Hn的媒介就是弱交换耦合。近似在2000～4000Oe之间的Hc-Hn值被称为适度交换耦合。一种更精确的交换耦合测量法是由交换区域(Hex)来定义的。Hex可以通过包括Hc和Hn的滞后回线参数来测量。交换区域的好的近似值由方程式Hex＝((1-N)*4*Pi*Ms)-(Hc-Hn)得到。N是磁性颗粒的退磁形状各向异性系数，其依赖于颗粒尺寸和薄膜厚度。N在现有技术中是熟知的，且值在0.15和0.3之间用于大部分现有的垂直媒介设计。低交换耦合可以通过大约低于1000Oe的Hex来定义。适度交换耦合可以介于大约1000-3000Oe之间，且高交换耦合可以大约是3000Oe以上。

本发明实施例包括一种方法和设备，用于具有弱交换耦合磁性层以及强交换耦合磁性层的磁性记录媒体。弱交换耦合磁性层在磁性颗粒之间具有充足的非-铁磁体材料，其交换耦合较低的最适宜磁性媒介。强交换耦合磁性层具有高交换耦合，以使实质上所有的磁性颗粒被强交换耦合。强交换耦合和弱交换耦合磁性层在薄膜栈中相邻，这样弱交换耦合磁性层中的颗粒通过穿过强交换耦合磁性层的路径被适度交换耦合。也就是说，弱交换耦合磁性层的颗粒之间的交换耦合通过它们穿过强耦合磁性层的耦合连接，朝着理想的适度值增加。

本发明的实施例是基于以下认识：1)可以通过改变强交换耦合磁性层的厚度来控制弱交换耦合磁性层中的磁性颗粒之间的交换，而没有改变每个层的成分；2)通过强交换耦合磁性层的交换耦合不太依赖于弱耦合磁性层的颗粒尺寸；3)通过强耦合磁性层的交换耦合不太依赖于被选元素的优选跃迁；4)通过弱耦合磁性层和强耦合磁性层之间接口的交换耦合具有比弱交换耦合层内的颗粒对之间的交换耦合更多的原子数；以及5)厚度控制是精确的，因此交换调谐内的少量原子相对而言容易被控制。

本发明的实施例提供磁性记录媒体，其适于显示高SMNR的高区域记录密度。一种本发明优选的记录媒体通过形成一种软衬垫从而实现了这样的技术优势。“软磁性材料”是一种宜于磁化和退磁的材料。与软磁性材料相比，“硬磁性”材料是一种既不容易磁化也不容易退磁的材料。

衬垫是“软性的”因为它由软磁性材料组成，如上面定义的，它被称为一种“衬垫”是因为在记录层下面。在一个优选的实施例中，软层是非晶的。术语“非晶的”意味着当与背景噪音相比的时候，衬垫的材料在X-射线衍射图中没有显示突出的锐峰形。术语“非晶的”包含非晶状态下的极小晶粒或任何其他形式的材料，因此当与背景噪音对比时，材料在X-射线衍射图中没有显示突出的锐锋形。软磁性衬底可制成单层或多层。非晶软衬底与其他材料比较起来相对是厚的。非晶软衬底材料包括Cr-杂质-Fe-合金-包含合金，其中Fe-合金可以是CoFeZr，CoFeTa，FeCoZrB和FeCoB。

在本发明的实施例中粘附层可以是任意的。粘附层是一种在衬底和软衬垫之间的层。适合的粘附层也能通过促进一种微观结构来控制软衬底的各向异性，，该微观结构显示了磁场影响下的短距离排列或不同的磁弹性。粘附层也能改变软衬底内的局部压力。

优选地，在本发明实施例的垂直记录媒体的软衬垫中，磁化的易轴朝向在实质上是磁头移动方向的横向方向。这意味着比起朝向移动方向，磁化的易轴更倾向于朝着读-写头的移动方向的横向方向。同样，优选地，垂直记录媒体的衬垫具有一种实质上衍射或横向的各向异性，其意味着比起朝向移动方向，衬垫的软磁性材料域更倾向于朝向读-写头的移动方向的横向方向。

非晶软衬垫材料缺少长范围排列。如果没有长范围排列，非晶合金实质上没有磁性结晶体各向异性。非晶软衬垫的一种用途可能是减少由波纹域和表面粗糙度引起的噪音。非晶软衬垫能产生比多晶衬垫更光滑的表面。因此，非晶软衬垫是减少高密度垂直磁性记录中磁性记录媒体粗糙度的一种方法。

非晶软衬垫的表面粗糙度优选地低于1nm，更优选地低于0.5nm，且更优选地低于0.2nm。

根据本发明的实施例，可以用于本发明实施例的衬底包括：玻璃，玻璃-陶器，NiP/铝，金属合金，塑料/聚合体材料，陶器，玻璃-铝，合成材料或其他非磁性材料。玻璃-陶器材料不常用来显示晶体表面。玻璃和玻璃-陶器常用显示打击的高阻抗。

本发明垂直的记录媒体的优选实施例进一步包括一种隔层。隔层可以由一层以上的非磁性材料组成。隔层防止非晶软磁性衬垫和记录层之间的相互作用。隔层也促进了记录层期望的微观结构特征。在一些实施例中，隔层包括一种具有强<0001>生长取向的hcp材料。优选的隔层实施例包括一种包含Ru的合金。在一些实施例中，包含Ru的合金隔层在大于20mTorr的氩气压力(PAr)下溅射沉淀。在一些实施例中，包含Ru的隔层包括至少两个在不同的Par下溅射沉淀的Ru合金薄膜。

软衬垫和磁性记录层按次序在衬底上溅射沉淀，典型地通过磁电管溅射。碳涂层可以典型地在具有氮、氢或乙烯的氩气中沉淀。传统的润滑外涂层典型地少于厚度。

磁性记录媒体的实施例包括至少两个磁性层，其包括至少一个具有比理想的单层磁性记录媒体更低交换的弱交换耦合磁性层，以及至少一个具有比理想的单层磁性记录媒体更高交换的强交换耦合磁性层。该至少一个弱交换耦合磁性层和该至少一个强交换耦合磁性层连续沉淀，这样它们在薄膜栈相邻且直接物理接触。该弱交换耦合磁性层通常是具有(Co-Pt)合金的钴和铂，其也包括其他的非磁性(非-铁磁体)元素。该弱交换耦合磁性层被沉淀，从而形成一种复合金属的分离的微观结构，其中磁性粒子包括浓度更高的Co和Pt，同时磁性粒子之间的边界包括浓度更高的非磁性元素以及浓度更低的钴，这样边界材料实质上是非磁性的。强交换耦合磁性层具有高交换耦合，因此实质上所有的磁性粒子都是强交换耦合。强交换耦合磁性层通常也包括具有Co的合金。强交换耦合磁性层被沉淀，从而形成非-复合金属的分离的微观结构或一种比弱交换耦合磁性层更少分离的微观结构。换句话说，强交换耦合磁性层具有少的或者在一些优选的实施例中，实质上在铁磁体粒子之间不具有的非-铁磁材料。非磁性元素的所有浓度以及特别是磁性粒子边界的非磁性材料的浓度都低于弱交换耦合磁性层中的情况。

在一个实施例中，制造方法包括沉淀粘附层，软衬垫，以及隔层，其最优化磁性层的生长；沉淀具有更高浓度或体积的非磁性粒子边界材料的Co合金层；沉淀具有小的或不具有非磁性粒子边界材料的Co合金层；以及沉淀一种保护涂层。

本发明的媒介具有下面试验性论证的优点：

1.磁性粒子之间的交换(通过测量Hc和Hn之间的区别)能在一个大于4000Oe的范围得到控制，通过改变强交换耦合磁性层的厚度而不改变弱交换耦合磁性层的成分。

2.交换耦合控制不要求调整被选元素的优先迁移。

3.Hc的范围是从低于3000Oe到高于7000Oe。

4.Hn可以在低于0Oe到高于3000Oe之间调整。

5.没有信号噪音比的任何可测量信号损耗，Hn可以增加大于1000Oe，通过仅增加强交换耦合磁性层的厚度，而没有改变任何其他的成分、厚度或溅射参数。

6.与现有技术的高PAr的信号磁性层媒介相比，表面粗糙度被降低且增加腐蚀阻抗。

例子

本公开描述的所有例子都采用DC磁电管溅射来制造。碳覆盖薄膜是沉淀的离子束。

氧化物垂直记录媒体实施例

发明中的垂直记录媒体的一些实施例包括下面特征和步骤：

步骤1：一种包括粘附层，软磁性层，以及任何需要的非磁性迭片层的软磁性结构在衬底上沉淀的。在优选的实施例中，软磁性结构是50-400nm厚度。方向启动层以及隔层结构在软磁性结构的顶部沉淀。在优选的实施例中，隔层是含有合金的hcp钌(Ru)，具有<0001>优选的生长取向。

步骤2：弱交换耦合磁性层在衬垫顶部沉淀，以此以hcp<0001>优选的生长取向而生长。它包括含有Co-Pt的合金，也包括其他非磁性(非铁磁体)元素。在优选的实施例中，该Pt浓度大于15原子百分数(at％)。弱交换耦合磁性层被沉淀，以此形成具有复合金属的分离的微观结构，其中磁性粒子包括浓度更高的Co和Pt，同时磁性粒子之间的边界包括浓度更高的其他非磁性元素以及浓度更低的碳，这样边界材料实质上是非磁性的。在优选的实施例中，非磁性材料包括反应溅射感应的CoO。在另一个优选实施例中，非磁性材料包括由溅射目标中的元素或氧化物材料组成的氧化物。在一些优选的实施例中，氧化物材料从以下稳定的氧化物中选择：SiO2，TiO2，Ta2O5，Al2O3，WO3，Nb2O5，Al2O3，以及Y2O3。在更多的优选实施例中，具有非磁性粒子边界材料的氧化物具有非晶外表(像观察到的，例如，通过平视透射电子显微镜)，且包括大于弱交换耦合磁性层体积大约10％的体积。在其他优选实施例中，弱交换耦合磁性层大约是5-25nm厚度。在更加优选的实施例中，弱交换耦合磁性层在未加热的衬垫上，在高溅射气压(例如，＞20mTorr)下执行沉淀，且层的厚度具有大于4000Oe的Hc和小于Hc的25％的Hn。在最加优选的实施例中，弱交换耦合磁性层在典型的TEM特征的颗粒边界区域上处理大于10个百分比的非晶材料。这种结构会产生低于3000Oe的交换区域(Hex)，优选的低于2000Oe，且最优选地低于1000Oe。

步骤3：强交换耦合磁性层具有高交换耦合，因此实质上所有磁性粒子都是强交换耦合。在优选的实施例中，强交换耦合磁性层也包括含有Co的磁性层。在一个实施例中，强交换耦合磁性层进一步包括高各向异性<0001>生长方向薄膜，其具有大于15at％的Pt浓度。在另一个实施例中，强交换耦合磁性层进一步包括<0001>生长方向薄膜，其具有小于15at％的Pt浓度以及低于弱耦合磁性层的各向异性。强交换耦合磁性层沉淀在低溅射气压(例如，＜20mTorr)下执行，以此通过“遮蔽”来减少物理颗粒分离。在一个优选的实施例中，强交换耦合磁性层在没有反应氧化物的情况下被沉淀，因此形成比弱交换耦合磁性层要小的复合金属的分离的微观结构。在另一个优选的实施例中，和弱交换耦合磁性层相比，溅射目标中的氧化物材料被移动或被减少。在各种不同的实施例中，非磁性元素的所有浓度以及特别是强耦合磁性层的磁性粒子边界的非磁性材料的浓度都比弱交换耦合磁性层要低。在这些实施例中，通过增加强交换耦合磁性层的厚度，全部薄膜栈的交换耦合从弱交换耦合磁性层的低值到更高值被增加。在一个优选的实施例中，1-10nm厚度的交换耦合磁性层可以被沉淀。在最优选实施例中，全部磁性结构的Hc(整个媒介)是介于4000和7000Oe之间，Hn介于1000和3000Oe之间，以及垂直度S＞0.95。在一个优选实施例中，如通过透射电子显微镜所观察到的，实质上在强交换耦合磁性层中没有非晶氧化物。如图2所示为优选的媒介结构的示意图。媒介10包括隔层1，弱交换耦合磁性层2，以及强交换耦合磁性层3。图3示出了随着强交换耦合磁性层3厚度的增加，Hc-Hn的减少。

步骤4：一种预防性的涂层，典型地包括主要含有C合金的非晶结构，同时沉淀聚合润滑剂。在其他实施例中，步骤2和步骤3的执行顺序可以颠倒。

本发明垂直记录媒体的其他实施例中，包括与上述的氧化物垂直记录媒体实施例中的步骤14相似的步骤，除了下面要修改的：

步骤2：一种优选实施例，在低溅射气压(例如，＜10mTorr)下，在超过200℃加热的衬底上采用溅射沉淀。在这种实施例中，弱交换耦合磁性层包括大于大约15at％的Pt以及大于大约15at％的铬(Cr)。Cr进一步分离成颗粒边界以形成具有大于20at％的铬的非磁性材料。在更优选的实施例中，弱交换耦合磁性层大约是10-25nm厚度，且具有Hc大于4000Oe以及Hn小于Hc的25％。

步骤3：强交换耦合磁性层的优选实施例包括<0001>生长方向的Co合金薄膜，其包括比弱交换耦合磁性层中大于15at％更大的Pt浓度。粒子边界上的交换耦合通过减少或消除沉淀材料的Cr容量而增加。在其他实施例中，可以和粒子边界分离的Cr进一步由于杂质、无效溅射、更低的衬底温度或偏差或在溅射期间减少原子移动性的其他机制的增加而减少。本发明的垂直记录媒体的其他实施例包括与前面描述的氧化物垂直记录媒体实施例的步骤14相似的步骤，具有以下描述的修改：弱交换耦合层可以包括两个或多个弱交换耦合薄膜；强交换耦合层可以包括两个或多个强交换耦合薄膜；高温下沉淀的强交换耦合层可以在低温下沉淀的弱交换耦合层上沉淀；高温下沉淀的强交换耦合层可以在低温下沉淀的弱交换耦合层上沉淀；包括强交换耦合磁性层和弱交换耦合磁性层中至少一个的两个或多个薄膜可以在不同的温度下沉淀。

纵向记录媒体实施例：

本发明的纵向记录媒体实施例的一些实施例包括下面特征及步骤：

步骤1：方向启动层以及衬垫结构在衬底上沉淀，其包括具有体心立方(BCC)<200>生长取向的Cr合金衬垫，且也可以包括具有<11.0>或<10.0>生长取向的非磁性hcp材料。

步骤2：弱交换耦合磁性层在衬垫的顶部沉淀，因此具有hcp<11.0>或<10.0>生长取向。它包括具有合金的Co-Pt，其也包括其他非磁性(非铁磁体)元素。在优选实施例中，Pt浓度大于大约10at％。弱交换耦合磁性层被沉淀，以便形成复合金属的分离微观结构，其中磁性粒子包括更高浓度的Co和Pt，而磁性粒子之间的边界具有更高浓度的非磁性元素和更低的钴浓度，因此边界材料实际上是非磁性的。在优选实施例中，弱交换耦合磁性层包括CoCrPtB，其具有大于10at％的Pt，大于10at％的Cr，以及大于10at％的B。在更优选的实施例中，弱交换耦合磁性层沉淀在低溅射气压(例如，＜10m Torr)下在超过200℃加热的衬底上执行。在这样的实施例中，Cr和硼与粒子边界分离以形成具有大于15at％铬以及8at％B的非磁性材料。在更优选的实施例中，弱交换耦合磁性层大约10-25nm厚度，具有Hc大于4000Oe且具有包含大于20at％Cr的非磁性粒子边界材料。在更优选的实施例中，大于大约弱交换耦合磁性层体积的10％的体积包括具有非晶外表的非磁性粒子边界材料，如所看到的，例如，平视TEM。弱交换耦合磁性层也可以包括Ta，Si，O，以及其他合金元素。磁性层一般包括50-70at％钴，且具有Ms＝200-500emu/cc。

步骤3：强交换耦合磁性层具有高交换耦合，以便实际上所有磁性粒子都是强交换耦合。在优选的实施例中，强交换耦合磁性层包括<11.0>或<10.0>生长取向的Co合金薄膜，其具有弱交换耦合磁性层中的大于10at％的Pt浓度。粒子边界上的交换耦合通过减少或消除沉淀的材料中的Cr和B容量而增加。在其他实施例中，与粒子边界分离的Cr可以进一步由于杂质、反应溅射、更低的衬底温度或偏差或在溅射期间减少灵活性的其他机制的增加而减少。在各种实施例中，非磁性元素的所有浓度以及特别是磁性粒子边界上的非磁性材料的浓度低于弱交换耦合磁性层。在这些实施例中，通过增加强交换耦合磁性层的厚度，媒介的交换耦合从弱交换耦合磁性层的低值增加到较高值。在优选的实施例中，沉淀1-10nm厚度的交换耦合磁性层。

步骤4：保护性的涂层，典型地包括非晶C-合金结构聚合物润滑剂，可以根据现有技术来沉淀。

在其他实施例中，执行步骤2和3的次序可以被颠倒。

本申请公开了一些数字范围的限制，其支持在公开的数字范围的任意范围，尽管在说明书中没有逐字地描述精确的范围限制，因为本发明能够通过公开的数字范围被实践。最后，在本申请中引用的专利和出版物的整个公布内容在这里被整个合并以供参考。

Claims

1.一种磁性记录媒体，包括：

衬底，

第一磁性层，所述第一磁性层包括钴合金，其中所述第一磁性层包括由非铁磁材料分开的磁性粒子，且其中所述非铁磁材料包括氧化物，以及

第二磁性层，所述第二磁性层包括钴合金，其中所述第二磁性层基本不包括非铁磁材料，以使所述第二磁性层与第一磁性层相比被更强地交换耦合，

其中所述第一磁性层和所述第二磁性层相邻以使所述第一磁性层中的磁性粒子通过经所述第二磁性层的通路而被交换耦合。

2.权利要求1的磁性记录媒体，其中所述第一磁性层中的氧化物具有由透射电子显微镜TEM的平面视图观察到的非晶外表。

3.权利要求2的磁性记录媒体，其特征在于，第一磁性层具有体积大于10％的非晶氧化物；以及所述磁性记录媒体具有在4000到7000Oe之间的Hc，在1000到3000Oe之间的Hn以及S＞0.95的垂直度。

4.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，第一磁性层的厚度范围是5-25nm以及第二磁性层的厚度范围是1-10nm。

5.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，磁性记录媒体是垂直记录媒体。

6.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，第一磁性层包括含有Co-Pt的合金，且其中所述第一磁性层中的含有Co-Pt的合金具有大于15原子百分数的Pt浓度。

7.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，还包括所述衬底和第一和第二磁性层之间的中间层，其中所述中间层包括含有Ru的合金。

8.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，还包括位于所述第一和第二磁性层之下的软磁性底层，其中所述软磁性底层是非晶的。

9.权利要求8的磁性记录媒体，其特征在于，所述非晶的软磁性底层是含有Fe的合金，且该含有Fe的合金进一步包括Cr，其中所述含有Fe的合金选自CoFeZr、CoFeTa、FeCoZrB和FeCoB。

10.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，所述第一磁性层中的氧化物选自SiO2、TiO2、Ta2O5、Al2O3、WO3、Nb2O5、Al2O3和Y2O3。

11.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，所述第二磁性层包括含有Co Pt的合金，且其中所述第二磁性层中的含有Co-Pt的合金具有小于15原子百分数的Pt浓度。

12.权利要求1的磁性记录媒体，其特征在于，所述第一磁性层与所述第二磁性层直接物理接触。

13.一种制造磁性记录媒体的方法，包括：

利用反应氧化在未加热的衬垫上沉淀第一磁性层，其中所述第一磁性层包括由包含氧化物的非铁磁材料分开的磁性粒子的Co合金，且其中所述非铁磁材料具有由透射电子显微镜(TEM)的平面视图观察到的非晶外表，以及

不用反应氧化来直接在所述第一磁性层上沉淀第二磁性层，其中所述第二磁性层不包括非铁磁材料，且

其中所述第一磁性层中的磁性粒子通过经第二磁性层的通路而被交换耦合。

14.权利要求13的方法，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层包括在不同衬底温度下沉淀的薄膜，而且其中第二磁性层包括在大于50℃的衬底温度下沉淀的薄膜。

15.权利要求13的方法，其特征在于，在第一溅射气压下沉淀第一磁性层以及在第二溅射气压下沉淀第二磁性层，按这种顺序，其中第一溅射气压高于第二溅射气压。

16.权利要求15的方法，其特征在于，第一层溅射气压大于20mTorr且第二层溅射气压小于20mTorr。