專利名稱：垂直晶格磁介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，更具體地，涉及由表面變化形成的晶格磁介質(zhì)。
背景技術(shù)：
磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的許多類型已經(jīng)被發(fā)展，用于存儲(chǔ)信息。它們包括磁硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，軟磁盤(pán)，磁帶，磁帶盒，混合磁介質(zhì)(比如磁光盤(pán))或其它。在新的或改進(jìn)型的磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的發(fā)展中，增大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度是一個(gè)重要目標(biāo)。降低生產(chǎn)成本是另一個(gè)目標(biāo)。
磁介質(zhì)通常根據(jù)鐵磁原理工作。例如，磁介質(zhì)的表面可以被涂覆一個(gè)或多個(gè)磁層，比如，以多層磁堆或磁和金的形式。在磁層上被定義的磁疇的局部磁化能夠被選擇性定向以編碼數(shù)據(jù)。為了讀出記錄數(shù)據(jù)，局部磁化能夠被探測(cè)和解釋。磁滯曲線典型地定義了響應(yīng)于磁場(chǎng)的施加和去除，磁疇如何能被定向或重新定向。
大量技術(shù)被發(fā)展，用于增大存儲(chǔ)密度和提高磁介質(zhì)的質(zhì)量和可靠性。例如，新的和改進(jìn)的涂層被發(fā)展，致力于改進(jìn)磁介質(zhì)的質(zhì)量和性能。另外，晶格介質(zhì)也被發(fā)展，其中凸起，凹陷，脊，紋道等形式的微觀表面變化被加入到介質(zhì)中。表面變化可以被用于，比如，信息存儲(chǔ)的目的，或者為了提供能夠被用于以改善的準(zhǔn)確性識(shí)別介質(zhì)上的位置的伺服晶格。在兩種情況下，表面變化的加入可增大存儲(chǔ)密度。
磁介質(zhì)能夠被分為縱向或垂直的。大多數(shù)傳統(tǒng)磁介質(zhì)是縱向的。在縱向介質(zhì)中，磁各向異性與介質(zhì)平面平行。換句話說(shuō)，在縱向介質(zhì)中，各個(gè)磁疇的磁定向通常是平行于介質(zhì)表面。
另一方面，在垂直介質(zhì)中，磁各向異性垂直于介質(zhì)平面。換句話說(shuō)，在垂直介質(zhì)中，各個(gè)磁疇的磁定向通常是垂直于介質(zhì)表面。垂直介質(zhì)通常比縱向介質(zhì)允許更高的存儲(chǔ)密度。

發(fā)明內(nèi)容
通常來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于磁記錄和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的晶格磁介質(zhì)，以及能夠被用于磁調(diào)節(jié)晶格的各種調(diào)節(jié)技術(shù)。例如，介質(zhì)能夠被形成來(lái)表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案。作為一個(gè)示例，晶格區(qū)可包括凸起，非晶格區(qū)可包括凸起之間的區(qū)域。根據(jù)另一個(gè)示例，晶格區(qū)可包括凹陷，非晶格區(qū)可包括凹陷之間的區(qū)域。
凸起或凹陷被用作信息存儲(chǔ)單元，比如，在預(yù)定義的ROM格式中，或者可包括用于跟蹤目的的伺服標(biāo)記。在任何情況下，技術(shù)被描述用于磁調(diào)節(jié)凸起，凹陷或其它表面變化。技術(shù)可能對(duì)于垂直晶格介質(zhì)特別有用，也就是，具有形成在介質(zhì)表面上的晶格并具有垂直于介質(zhì)平面的磁各向異性的介質(zhì)。特別是，垂直介質(zhì)各向異性允許對(duì)寬度小于大約5.0μm晶格區(qū)的有效調(diào)節(jié)。
在一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種包括襯底和形成在襯底上表現(xiàn)出垂直磁各向異性的磁記錄層的磁記錄介質(zhì)。磁記錄層也表現(xiàn)出了由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案，其中晶格區(qū)區(qū)別于非晶格區(qū)被磁化。至少一些晶格區(qū)可定義小于大約5.0μm的寬度，或小于大約1.0μm的寬度。
在另一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種方法，包括接收具有垂直磁各向異性并表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案的晶格磁介質(zhì)，和施加DC磁場(chǎng)到介質(zhì)，以將晶格區(qū)區(qū)別于非晶格區(qū)磁化。
在另一種實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種方法，包括接收具有垂直磁各向異性并表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案的晶格磁介質(zhì)，其中至少一些晶格區(qū)定義小于大約5.0μm的寬度。這種方法還包括施加第一DC磁場(chǎng)至介質(zhì)從而相同地磁化晶格區(qū)和非晶格區(qū)，施加第二DC磁場(chǎng)至介質(zhì)從而將晶格區(qū)區(qū)別于非晶格區(qū)磁化。
在其它實(shí)施例中，本發(fā)明涉及磁存儲(chǔ)裝置，比如磁帶驅(qū)動(dòng)器，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，磁帶盒驅(qū)動(dòng)器或其它。在任何情況下，磁存儲(chǔ)裝置可包括磁存儲(chǔ)介質(zhì)，探測(cè)介質(zhì)上磁疇的頭，控制頭相對(duì)于介質(zhì)的位置的控制器，解釋被探測(cè)磁疇的信號(hào)處理器。磁存儲(chǔ)介質(zhì)可包括襯底，形成于襯底上表現(xiàn)出垂直磁各向異性的基本連續(xù)的磁記錄層。磁記錄層可展示由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案，其中晶格區(qū)區(qū)別于非晶格區(qū)被磁化。頭可包括縱向讀/寫(xiě)頭，即使在介質(zhì)表現(xiàn)出垂直磁各向異性時(shí)。
本發(fā)明能夠提供一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明可能能夠增大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和/或改進(jìn)跟蹤能力。而且，通過(guò)允許受損介質(zhì)被重調(diào)節(jié)使得數(shù)據(jù)在受損之后能夠再一次被磁探測(cè)，本發(fā)明可提高數(shù)據(jù)完整性。本發(fā)明也可允許晶格特征的ON/OFF磁開(kāi)關(guān)，和簡(jiǎn)單的磁化反向，如果需要的話。
而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，表現(xiàn)出垂直磁各向異性的磁記錄層的使用使得有效調(diào)節(jié)能夠發(fā)生，如此所述，晶格區(qū)的寬度小于大約5.0μm，更具體地，小于大約1.0μm。
這些或其它實(shí)施例的附加細(xì)節(jié)如附圖和以下描述中所提出。其它特征，目的和優(yōu)點(diǎn)從描述和附圖，以及權(quán)利要求中能明顯地看出。


圖1是示例的磁記錄介質(zhì)的概念頂視圖。
圖2-8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的磁記錄介質(zhì)的概念放大橫截面?zhèn)纫晥D。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的，被讀/寫(xiě)頭調(diào)節(jié)的示例的磁記錄介質(zhì)的概念放大橫截面視圖。
圖10A和10B是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的，被讀/寫(xiě)頭調(diào)節(jié)的示例的磁記錄介質(zhì)的附加概念放大橫截面視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
圖12和13的可被用于在所述介質(zhì)上讀或記錄數(shù)據(jù)的示例的磁記錄裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及晶格(patterned)磁介質(zhì)和晶格磁介質(zhì)的調(diào)節(jié)(conditioning)技術(shù)。在本發(fā)明的記載中，短語(yǔ)“晶格磁介質(zhì)，，是指由表面變化形成的磁介質(zhì)，表面變化用于信息存儲(chǔ)、伺服跟蹤目的或其它。例如，晶格磁介質(zhì)可以由諸如凸起，凹陷，脊(ridge)，軌條(rail)，通道(channel)，紋道(groove)或其它類型的突出或低洼的晶格表面變化所構(gòu)成。這里所使用的調(diào)節(jié)是指對(duì)介質(zhì)磁定向，從而在介質(zhì)上定義所希望的局部磁狀態(tài)。
在許多示例性實(shí)施例中，晶格介質(zhì)被描述為垂直磁介質(zhì)。短語(yǔ)“垂直磁介質(zhì)”是指其中磁各向異性與介質(zhì)表面垂直的磁介質(zhì)。相反地，短語(yǔ)“縱向磁介質(zhì)”是指其中磁各向異性通常與介質(zhì)表面平行的磁介質(zhì)。垂直介質(zhì)允許比縱向介質(zhì)所能達(dá)到的存儲(chǔ)密度高得多的存儲(chǔ)密度。根據(jù)本發(fā)明，晶格垂直磁介質(zhì)被描述為為了晶格特征的磁探測(cè)而被調(diào)整。這里也會(huì)描述到調(diào)節(jié)技術(shù)。
圖1是一個(gè)示例的磁記錄介質(zhì)10的概念頂視圖。介質(zhì)10被示例為盤(pán)，但本發(fā)明不限于這個(gè)方面。例如，介質(zhì)10可選地具有卡狀介質(zhì)、磁帶或其它媒體類型的形式。在任何情況下，介質(zhì)10都由表面變化12的晶格形成。例如，表面變化12的晶格包括從介質(zhì)10的表面伸出一小段距離的表面凸起。然而在其它實(shí)施例中，表面變化12的晶格可包括凸起，凹陷，脊，軌條，通道，紋道或從介質(zhì)10表面伸出或延伸進(jìn)介質(zhì)10表面的其它類型的突出或低洼。
表面變化12可包括用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或伺服跟蹤目的的預(yù)先浮雕的特征。例如，表面變化12可以是例如在形成介質(zhì)12下層的聚合物材料上，或可能是在介質(zhì)10的襯底上，被浮雕，蝕刻，塑形，燒蝕或其它。在圖1的示例中，表面變化12可以被設(shè)置為由凸起定義的數(shù)據(jù)晶格。在其它情況下，表面變化可以定義用于跟蹤目的的伺服晶格。在任何情況下，表面變化可以給介質(zhì)10的表面提供微觀的粗糙和紋理。不同的表面變化可具有彼此類似的形狀，或可以假定為不同的形狀，如圖1所示。
正如以上所提到的，表面變化12可包含用于跟蹤目的的伺服晶格，在一些實(shí)施例中，表面變化可代表例如只讀格式的被編碼數(shù)據(jù)。然而無(wú)論內(nèi)容是什么，表面變化12可以以相對(duì)較低的成本被預(yù)先寫(xiě)入，例如，通過(guò)諸如沖壓，浮雕，塑形，燒蝕或其它處理。
機(jī)械形成的表面變化12可以比傳統(tǒng)的磁疇更細(xì)小，因此在介質(zhì)10上能夠達(dá)到比不包括表面變化的傳統(tǒng)磁介質(zhì)所能達(dá)到的更高的存儲(chǔ)密度。例如，在某些情況下，單個(gè)的表面變化可以具有至少一個(gè)小于1μm的橫向尺寸。如果表面變化是低洼，比如凹陷和紋道，變化可以是20nm至150nm深。如果表面變化12從介質(zhì)10伸出，它們可伸出小于飛行高度(fly height)的一高度(在飛行介質(zhì)(flyable media)的情況下)，以確保介質(zhì)10通過(guò)避免頭對(duì)介質(zhì)的碰撞而維持一個(gè)飛行表面(flyable surface)。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中，表面變化12包括多個(gè)橢圓形的凸起，一些具有小于40,000nm2的表面積。再次，這些數(shù)據(jù)凸起可從介質(zhì)10伸出一個(gè)小于飛行高度的高度，比如，在飛行介質(zhì)的情況下。例如，被設(shè)計(jì)為以25nm高度飛行的介質(zhì)可具有從介質(zhì)伸出一個(gè)小于20nm的高度的凸起。這種尺寸的凸起可以允許相當(dāng)大的只讀數(shù)據(jù)的面密度(＞1Gigabit/cm2)，同時(shí)仍然確保介質(zhì)為讀取頭維持飛行表面。
正如以下具體描述的，介質(zhì)12的晶格區(qū)可以不同于介質(zhì)10的非晶格區(qū)地被磁化。換句話說(shuō)，變化表面12能不同于各個(gè)表面變化12之間的區(qū)域被磁化。正如這里所用到的，術(shù)語(yǔ)晶格區(qū)指的是對(duì)應(yīng)于諸如凸起，凹陷，脊，軌條，通道，紋道或其它類型突出或低洼的地形(topographical)特征的區(qū)域。術(shù)語(yǔ)非晶格區(qū)指的是晶格區(qū)之間通常是平的并共面的區(qū)域。
磁調(diào)節(jié)能夠提高表面變化的可探測(cè)性，比如，允許磁頭更容易地磁探測(cè)單個(gè)表面變化是否存在。相應(yīng)地，格式信息或數(shù)據(jù)可以通過(guò)產(chǎn)生表面變化12而在介質(zhì)10中被編碼，然后被調(diào)節(jié)用于磁探測(cè)。在某些情況下，表面變化12的磁調(diào)節(jié)能夠被用于有效的將晶格磁打開(kāi)和磁關(guān)閉。如果介質(zhì)10被消磁，也可以通過(guò)重新調(diào)節(jié)用于磁探測(cè)的表面變化12而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)例方式的示例的磁記錄介質(zhì)10B的概念放大橫截面?zhèn)纫晥D。如圖所示，磁記錄介質(zhì)10B包括襯底20和形成于襯底10上的磁記錄層22。附加層可以可選地加入到襯底20和磁記錄層22之間，比如有助于記錄層22生長(zhǎng)的種子層或用于定義記錄層22中晶格區(qū)25的聚合物層。附加層也可以被加到磁記錄層22之上，比如潤(rùn)滑層或堅(jiān)硬涂層。在任何情況下，磁記錄層22表現(xiàn)出由晶格區(qū)25和非晶格區(qū)26所定義的表面變化圖案。正如這里使用的，術(shù)語(yǔ)晶格區(qū)具體指的是地表特征，術(shù)語(yǔ)晶格區(qū)指的是地表特征之間的區(qū)域。相應(yīng)地，非晶格區(qū)通常定義了一個(gè)平的且共面的表面，晶格區(qū)定義非晶格區(qū)的低洼和突起。
襯底20可包括玻璃，塑料，有機(jī)樹(shù)脂，金屬或其它任何合適的襯底材料。塑料因?yàn)樗牡统杀竞蜕a(chǎn)的簡(jiǎn)易是一種特別有吸引力的襯底材料。而且，塑料襯底可以被浮雕有表面變化，例如在注模過(guò)程中。
一般來(lái)說(shuō)，磁記錄層22包括基本連續(xù)的層，它包括至少一種磁材料，以有助于磁記錄。在某些情況下，磁記錄層22包括由多種材料構(gòu)成的磁合金。在其它情況下，磁記錄層22可包括大量子層，比如，設(shè)置為多層磁堆。磁記錄層22典型地通過(guò)沉積處理形成，其中在記錄層22的沉積之前，記錄層22的一種或多種材料被濺射到襯底20，或者被濺射到一個(gè)或多個(gè)形成于襯底20之上的其它層。根據(jù)本發(fā)明，可以避免蝕刻或選擇地去除磁記錄層的部分而將晶格區(qū)25從非晶格區(qū)26中磁區(qū)分出來(lái)，有利于這里所述的調(diào)節(jié)技術(shù)。相應(yīng)地，磁記錄層22可以是基本連續(xù)的層，它不包括使記錄材料被選擇地去除的區(qū)域。
磁記錄層22可以包括垂直記錄層，其中層22的磁各向異性垂直于介質(zhì)10B的平面。換句話說(shuō)，單個(gè)磁疇的磁定向垂直于介質(zhì)表面。垂直介質(zhì)通常允許比縱向介質(zhì)所能實(shí)現(xiàn)的高得多的存儲(chǔ)密度。未決并被共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?0/123,957，2002年4月17號(hào)為Sexton提交的(docket號(hào)13026US01)，名為“Perpendicular Magnetic RecordingMedia”的中請(qǐng)，和美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?0/146,269，2002年3月15號(hào)為Sexton提交的(docket號(hào)10334US01)，名為“Perpendicular MagneticRecording Media With An Amorphous Underlayer”的申請(qǐng)描述了根據(jù)本發(fā)明可能使用的一些示例性的垂直記錄層。然而，其它磁記錄材料或垂直磁記錄層也可以被使用，比如，包括CoCrPt合金或CoCr合金的層。
正如以下具體描述的，通過(guò)能夠使用傳統(tǒng)縱向讀頭磁探測(cè)晶格區(qū)25的調(diào)節(jié)技術(shù)，晶格區(qū)25區(qū)別于非晶格區(qū)26被磁化。例如，被選擇具有適當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)的DC磁場(chǎng)能夠被用于將晶格區(qū)25基本相同地磁化(如箭頭的相同垂直定向所示)，而基本不影響非晶格區(qū)26的磁化。一旦晶格區(qū)25的垂直域被基本相同地磁化，盡管區(qū)別于非晶格區(qū)26，傳統(tǒng)的縱向讀頭能夠被用于探測(cè)晶格區(qū)25的個(gè)體特征。通過(guò)這種方式，磁探測(cè)晶格區(qū)個(gè)體特征以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、跟蹤信息等的能力能被提高。
根據(jù)本發(fā)明，至少一些晶格區(qū)25可具有小于大約5.0μm的寬度(W)，更優(yōu)選的，具有小于大約1.0μm的寬度(W)。在這種情況下，晶格區(qū)的高度(H)(或者，如果使用低洼而不是突出，這里是深度)可以在5-100nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的，大約為20-50nm。特別是，已經(jīng)確定了，表現(xiàn)出垂直磁各向異性的磁記錄層22的使用是一個(gè)能夠產(chǎn)生有效調(diào)節(jié)的特征，正如這里所述，尤其是當(dāng)晶格區(qū)的寬度W小于大約5.0μm，更具體的，小于大約1.0μm的時(shí)候。
圖3說(shuō)明了圖2的磁介質(zhì)的微小變化。如圖3所示，介質(zhì)10C包括磁記錄層32，它定義了盡管區(qū)別于非晶格區(qū)36，但被基本相同地磁化的晶格區(qū)35。然而，晶格區(qū)35的磁化極化與圖2所示的晶格區(qū)25相比是相反的。這里所述的調(diào)節(jié)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是能夠很容易地實(shí)現(xiàn)這種極化反向，如以下詳細(xì)描述。至少一些晶格區(qū)25可具有小于大約5.0μm的寬度(W)，更優(yōu)選的，具有小于大約1.0μm的寬度(W)，而高度(H)或是深度可以在5-100nm的范圍內(nèi)。高度或深度大于飛行高度可能導(dǎo)致頭碰撞的危險(xiǎn)，而高度或深度太小則可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)的困難，因?yàn)橄鄬?duì)于非晶格區(qū)，晶格區(qū)處頭到介質(zhì)的空間差不充分。
圖4為一個(gè)示例的磁記錄介質(zhì)10D的概念放大截面?zhèn)纫晥D，說(shuō)明了形成晶格區(qū)45的示例方法。在這種情況下，晶格區(qū)45通過(guò)將特征47復(fù)制到襯底40而形成。例如，特征47可在原版制作和沖壓過(guò)程中被定義，其中壓模由原版產(chǎn)生，然后被用于注模過(guò)程而注入模具襯底40，從而表現(xiàn)出特征47?？蛇x地，在襯底被塑造之后，特征47可以被蝕刻，浮雕，燒蝕等到襯底40中。在任何情況下，基本連續(xù)的磁記錄層42能夠被沉積在襯底上，使得記錄層42與特征47基本一致。通過(guò)這種方式，晶格區(qū)45能夠由形成在襯底40中的特征47所定義。而且，至少一些晶格區(qū)45可具有小于大約5.0μm的寬度(W)，更優(yōu)選的，具有小于大約1.0μm的寬度(W)，和在大約5-100nm范圍內(nèi)的高度(H)或深度。
可選地，在記錄層沉積之前，附加層可被加在基本平的襯底之上。在這種情況下，附加層可以被復(fù)制、燒蝕、浮雕等，從而形成類似于特征47(圖4)的特征。在其它情況下，晶格區(qū)可以直接形成在基本連續(xù)的記錄層中，比如經(jīng)過(guò)使用將這些特征直接復(fù)制進(jìn)入記錄材料的浮雕砑光機(jī)鼓的砑光處理。簡(jiǎn)言之，本發(fā)明通常不僅限于在記錄層中形成晶格區(qū)和非晶格區(qū)的這些方法和方式。而是可以使用廣泛的多種技術(shù)來(lái)定義晶格區(qū)，包括復(fù)制，浮雕，燒蝕，砑光或其它。
圖5-8為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的概念橫截面視圖。在每一種情況下，至少一些晶格區(qū)55，65，75，85可以具有小于大約5.0μm的寬度(W)，更優(yōu)選的，具有小于大約1.0μm的寬度(W)。另外，晶格區(qū)可定義在5-100nm范圍內(nèi)的高度(H)或深度。
如圖5所示，介質(zhì)10E包括襯底50和形成于襯底之上的基本連續(xù)的磁記錄層52。記錄層52表現(xiàn)出垂直磁各向異性，并被形成以包括定義晶格區(qū)55和非晶格區(qū)56的表面變化圖案。晶格區(qū)55可以基本相同地被磁化，而非晶格區(qū)56可以基本不被磁化，其中磁疇表現(xiàn)出基本隨機(jī)取向。
圖6說(shuō)明了與圖5的介質(zhì)10E類似的介質(zhì)10F。然而，晶格區(qū)65的磁化極化與圖5中所示的晶格區(qū)55相反。如上所述，這里所述的調(diào)節(jié)技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是能夠很容易實(shí)現(xiàn)這樣的極化反向。例如，如下所述，在利用介質(zhì)上方的頭的第一DC經(jīng)過(guò)將晶格區(qū)定向在第一方向中以后，相反極性的第二DC經(jīng)過(guò)能夠被執(zhí)行，以將晶格區(qū)定向?yàn)榕c第一定向相反的方向?？蛇x地，頭的寫(xiě)入經(jīng)過(guò)所跟隨的擦除經(jīng)過(guò)可被用于調(diào)節(jié)介質(zhì)，如下所述。在這種情況下，為了實(shí)現(xiàn)極化反向，第一擦除經(jīng)過(guò)和第一寫(xiě)入經(jīng)過(guò)定向晶格區(qū)，第二擦除經(jīng)過(guò)和第二寫(xiě)入經(jīng)過(guò)可以相反方式重新定向晶格區(qū)。
在其它實(shí)施例中，晶格區(qū)可以被消磁，非晶格區(qū)可以以基本相同的極化被磁化。如果使用凹陷而不是凸起作為表面變化，如圖5和6所示，則這樣一種結(jié)構(gòu)可能特別有用。
圖7和圖8分別所示為介質(zhì)10G和10H，其中晶格區(qū)75和85被磁化在一個(gè)極化中，非晶格區(qū)76，86被磁化在相反的極化中。晶格區(qū)75和85相對(duì)于各自非晶格區(qū)76，86的這種相反的極化能夠更加提高磁探測(cè)單個(gè)晶格特征的能力。為了生成圖7和8中所示的介質(zhì)10G和10H，附加的調(diào)節(jié)步驟能夠被執(zhí)行，如以下詳述。
圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、被讀/寫(xiě)頭90調(diào)節(jié)的示例性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)10I的概念橫截面視圖。如圖所示，頭90經(jīng)過(guò)介質(zhì)10I上，施加DC磁場(chǎng)94到介質(zhì)10I表面。換句話說(shuō)，直流電(DC)被施加到頭90，使得頭產(chǎn)生非振蕩場(chǎng)94。特別是，DC磁場(chǎng)94的強(qiáng)度足以將晶格區(qū)95磁化，但是又太弱基本不能磁化非晶格區(qū)96。頭90的調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)(如橫向箭頭所示)調(diào)節(jié)晶格區(qū)95，使得晶格區(qū)95基本相同、但又不同于非晶格區(qū)96地被極化。然而，相同概念可被應(yīng)用到凹陷形式的表面變化，其中DC磁場(chǎng)足夠強(qiáng)可以磁化非晶格區(qū)，但是太弱不能磁化晶格區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，磁記錄層92可以表現(xiàn)垂直磁各向異性。并且，頭90可以包括傳統(tǒng)的縱向讀/寫(xiě)頭，比如由Segate Technology of ScottsValley California，U.S.A商業(yè)提供的Segate Apollo Certifier Head。雖然這種傳統(tǒng)縱向讀/寫(xiě)頭可能在調(diào)節(jié)具有小于大約5μm的特征尺寸的晶格縱向介質(zhì)中效率較低，但它卻驚奇地非常有效地調(diào)節(jié)這種表現(xiàn)出垂直磁各向異性的介質(zhì)。特別是，頭90能夠被用于施加適當(dāng)選擇的、足以磁化晶格區(qū)95，但是不足以磁化非晶格區(qū)96(反之亦然)的DC磁場(chǎng)。晶格區(qū)vs.非晶格區(qū)的選擇性磁化可能發(fā)生，因?yàn)榕c頭到介質(zhì)空間中微小變化相關(guān)的不同磁通密度，這種微小變化是由在任意給定距離是否存在直接位于頭90下方的晶格特征所引起的。
選擇性磁化非晶格區(qū)96，或者在凹陷的情況下選擇性磁化非晶格區(qū)所需的DC磁場(chǎng)可能取決于記錄層92的組成和從頭90到介質(zhì)的距離。在一個(gè)示例中，通過(guò)施加大約15mA電流(或-15mA電流)到頭90并且以小于大約25nm的頭到介質(zhì)距離將頭90從介質(zhì)10I上經(jīng)過(guò)，而發(fā)生有效調(diào)節(jié)。在這種情況下，頭90可以以1800-15000轉(zhuǎn)/每分(RPM)范圍內(nèi)的速度在介質(zhì)10I上方移動(dòng)，比如大約3600RPM或更大的速度。
圖10A和10B為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的被讀/寫(xiě)頭100所調(diào)節(jié)的示例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)10J的附加概念橫截面視圖。在這個(gè)示例中，頭100至少兩次經(jīng)過(guò)介質(zhì)10J上方，將相對(duì)強(qiáng)的DC磁場(chǎng)104施加到介質(zhì)10J的表面以極化記錄層的晶格區(qū)和非晶格區(qū)，然后施加弱的DC磁場(chǎng)114，它足夠強(qiáng)可以磁化晶格區(qū)至相反的極性，但是太弱不能磁化非晶格區(qū)至該相反的極性。同樣的概念可以被應(yīng)用到凹陷形式的表面變化，其中弱DC磁場(chǎng)114足夠強(qiáng)可以磁化非晶格區(qū)，但是太弱不能磁化晶格區(qū)。
頭100的第一次經(jīng)過(guò)(如圖10A所示)能夠被視為擦除所有選擇性磁化的擦除經(jīng)過(guò)，并定向?qū)?02的垂直域到公共取向中。頭100的第二次經(jīng)過(guò)(如圖10B所示)能夠被視為僅磁化晶格區(qū)105(或僅磁化非晶格區(qū)，如果使用凹陷而不是凸起)的寫(xiě)經(jīng)過(guò)。在任何一種情況下，第一次經(jīng)過(guò)通常定向?qū)?02，第二次經(jīng)過(guò)將層102的晶格區(qū)105與非晶格區(qū)106磁區(qū)別開(kāi)來(lái)。
跟圖9的示例一樣，在圖10A和10B的示例中，所施加的DC磁場(chǎng)能夠被選擇，用于進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。例如，在如圖10A所示的擦除經(jīng)過(guò)期間，場(chǎng)104可以這樣產(chǎn)生，即通過(guò)施加大約50mA電流(或-50mA電流)至頭90，并使頭90以近似小于大約25nm的頭到介質(zhì)間隔在介質(zhì)10J上方經(jīng)過(guò)，頭的速度大約是3600RPM。在如圖10B所示的寫(xiě)經(jīng)過(guò)期間，場(chǎng)114可以這樣產(chǎn)生，即通過(guò)施加大約-50mA電流(或50mA電流)至頭90，使頭90以小于大約25nm的頭到介質(zhì)間隔在介質(zhì)10J上方經(jīng)過(guò)，頭的速度大約是3600RPM。重要的是，如果擦除經(jīng)過(guò)(圖10A)使用正電流，寫(xiě)經(jīng)過(guò)(圖10B)就應(yīng)該使用負(fù)電流。同樣的，如果擦除經(jīng)過(guò)(圖10A)使用負(fù)電流，寫(xiě)經(jīng)過(guò)(圖10B)就應(yīng)該使用正電流。在任何一種情況下，跟隨有寫(xiě)經(jīng)過(guò)的擦除經(jīng)過(guò)的使用可以在讀回信號(hào)強(qiáng)度和探測(cè)磁使能表面晶格的能力方面提高介質(zhì)10J的性能。
可選地，也能使用整體擦除過(guò)程代替擦除經(jīng)過(guò)。換句話說(shuō)，擦除經(jīng)過(guò)的相同效果可以通過(guò)使介質(zhì)受到共同定向介質(zhì)全部磁疇的大磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這里描述的技術(shù)能實(shí)現(xiàn)幾個(gè)其它優(yōu)點(diǎn)，包括很容易地將晶格區(qū)的極化相對(duì)于非晶格區(qū)反向的能力，反之亦然。另外，這些技術(shù)可以通過(guò)分別執(zhí)行寫(xiě)經(jīng)過(guò)或擦除經(jīng)過(guò)而被用于將表面晶格磁打開(kāi)或磁關(guān)閉。例如，晶格區(qū)的選擇性磁ON/OFF開(kāi)關(guān)可被用于安全目的。另外，如果數(shù)據(jù)以表面變化形式被存儲(chǔ)，寫(xiě)經(jīng)過(guò)或跟隨著寫(xiě)經(jīng)過(guò)的擦除經(jīng)過(guò)，可被用于重調(diào)節(jié)介質(zhì)，比如，在介質(zhì)的損壞或消磁以后。相應(yīng)地，在通過(guò)有效重調(diào)節(jié)能夠很容易地修正介質(zhì)的損壞的意義上，這里描述的技術(shù)可以提高存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性。
而且，根據(jù)本發(fā)明，至少一些晶格區(qū)45可具有小于大約5.0μm的寬度(W)，更優(yōu)選的，具有小于大約1.0μm的寬度(W)。晶格區(qū)的高度(H)(或深度，如果是低洼而不是突起)可在5-100nm范圍內(nèi)。特別是，已經(jīng)確定，使用表現(xiàn)出垂直磁各向異性的磁記錄層是使有效調(diào)節(jié)能夠發(fā)生的特征，正如這里所述，特別是當(dāng)晶格區(qū)的寬度(W)小于大約5.0μm，更具體地，小于大約1.0μm。在這些尺寸下，如果使用縱向記錄層，這里所述的調(diào)節(jié)技術(shù)可能會(huì)效率很低。相應(yīng)地，表現(xiàn)出垂直磁各向異性的記錄層的使用對(duì)于幫助調(diào)節(jié)是一個(gè)有利特征，正如這里所述，特別是當(dāng)介質(zhì)具有寬度小于大約5.0μm的晶格區(qū)，更特別地是，小于大約1.0μm的寬度。
圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)節(jié)技術(shù)的流程圖。如圖所述，例如通過(guò)將表面變化圖案復(fù)制到襯底或形成于襯底上的層中，然后沉淀磁記錄層，使得它與表面變化基本一致，從而形成晶格介質(zhì)(111)。可選地，可通過(guò)蝕刻，浮雕，砑光等形成晶格介質(zhì)。在任何情況下，晶格區(qū)可以具有小于大約5.0μm的寬度，更特別地，小于大約1.0μm。沉積的磁記錄層可表現(xiàn)出垂直磁各向異性，以保證晶格區(qū)的調(diào)節(jié)有效。
一旦介質(zhì)形成，它能通過(guò)施加DC磁場(chǎng)到介質(zhì)而被調(diào)節(jié)(113)。例如，一個(gè)單獨(dú)的帶有讀頭的寫(xiě)經(jīng)過(guò)可以如圖9所示的那樣被執(zhí)行，或者更優(yōu)選地，被頭的寫(xiě)經(jīng)過(guò)跟隨的擦除經(jīng)過(guò)可以如圖10所述那樣執(zhí)行。在任何情況下，適當(dāng)選擇的DC磁場(chǎng)能夠?qū)е戮Ц駞^(qū)的磁定向不同于非晶格區(qū)的定向。而且，這種定向通常垂直于介質(zhì)的表面，這就允許，即使當(dāng)與晶格特征相關(guān)的寬度小于大約5.0μm，或小于大約1.0μm時(shí)也發(fā)生有效調(diào)節(jié)。
一旦被調(diào)節(jié)，介質(zhì)能夠在磁驅(qū)動(dòng)器中被讀出(115)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)將晶格區(qū)磁區(qū)別于非晶格區(qū)。而且，如果介質(zhì)后來(lái)被損壞，比如，被消磁(117的是分支)，則能夠再次執(zhí)行調(diào)節(jié)以恢復(fù)介質(zhì)(113)。具體來(lái)說(shuō)，凸起或凹陷在損壞后能夠被調(diào)節(jié)，從而恢復(fù)晶格的磁定向。在某些情況下，響應(yīng)于損壞的探測(cè)，磁驅(qū)動(dòng)器能夠被編程來(lái)執(zhí)行調(diào)節(jié)運(yùn)算。在任何情況下，本發(fā)明可通過(guò)允許損壞的介質(zhì)以簡(jiǎn)單并且有效的方式重調(diào)節(jié)而提供改進(jìn)的數(shù)據(jù)完整性。
這里所述的技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們?cè)试S極化反向。換句話說(shuō)，晶格區(qū)相對(duì)于非晶格區(qū)的磁化能被反向。例如，如果15mA的DC磁場(chǎng)被施加以調(diào)節(jié)晶格區(qū)，則通過(guò)施加-15mA的場(chǎng)能夠反向磁化?？蛇x地，如果通過(guò)執(zhí)行50mA的擦除經(jīng)過(guò)和-15mA的寫(xiě)經(jīng)過(guò)來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)，則通過(guò)以后執(zhí)行-50mA的擦除經(jīng)過(guò)和15mA的寫(xiě)經(jīng)過(guò)能夠?qū)⒋呕聪颉Ｍㄟ^(guò)這種方式，介質(zhì)的晶格特征的極化能夠很容易被反向。
圖12和13是這里所述的、可以被用于在介質(zhì)上讀或記錄數(shù)據(jù)的示例磁存儲(chǔ)裝置的方框圖。如圖12所示，磁存儲(chǔ)裝置120可與盤(pán)形介質(zhì)10K一起使用。在這種情況下，磁存儲(chǔ)裝置120可包括磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或其它。磁存儲(chǔ)介質(zhì)10K可包括襯底，和表現(xiàn)出垂直磁各向異性的基本連續(xù)的磁記錄層，磁記錄層形成于襯底之上的，以表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案。而且，正如此處所述，晶格區(qū)能夠區(qū)別于非晶格區(qū)被磁化，即使如果晶格區(qū)定義了小于大約5.0μm或小于大約1.0μm的寬度。
主軸121可被用于旋轉(zhuǎn)介質(zhì)10K，可設(shè)置讀/寫(xiě)頭123以探測(cè)介質(zhì)10K上的磁疇?？刂破?25控制主軸121和讀/寫(xiě)頭123從而相對(duì)于介質(zhì)10K精確地定位讀/寫(xiě)頭123。信號(hào)處理器127解釋所探測(cè)的磁疇。在某些情況下，控制器125使得讀/寫(xiě)頭123執(zhí)行介質(zhì)10K的調(diào)節(jié)，如此所述。
磁存儲(chǔ)裝置120可通過(guò)接口129被連接至計(jì)算機(jī)128。例如，計(jì)算機(jī)128可包括用于任何多種計(jì)算機(jī)裝置(包括，例如PC，Macintosh，計(jì)算機(jī)工作站，手持?jǐn)?shù)據(jù)終端，掌上電腦，手機(jī)，數(shù)字紙，數(shù)字電視，無(wú)線裝置(在這種情況下，接口129可以是無(wú)線的)，個(gè)人數(shù)字助理，便攜式計(jì)算機(jī)，臺(tái)式機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，數(shù)字錄音裝置或其它)的中央處理單元。
如圖13所示，磁存儲(chǔ)裝置130可以與包括磁帶的介質(zhì)10L一起使用。在這種情況下，磁存儲(chǔ)裝置130可包括磁帶驅(qū)動(dòng)器，磁帶盒式驅(qū)動(dòng)器或其它。介質(zhì)10L可包括繞到一個(gè)或多個(gè)卷軸131A和131B的磁帶。卷軸131可被放置在盒子里，盡管本發(fā)明不限于這個(gè)方面。磁帶式的磁存儲(chǔ)介質(zhì)10L可包括襯底，和表現(xiàn)出垂直磁各向異性的基本連續(xù)的磁記錄層，磁記錄層形成于襯底之上，以表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案。而且，正如此處所述，晶格區(qū)能夠區(qū)別于非晶格區(qū)被磁化，即使如果晶格區(qū)定義了小于大約5.0μm或小于大約1.0μm的寬度。
可設(shè)置讀/寫(xiě)頭133以探測(cè)介質(zhì)10L的磁疇?？刂破?35控制讀/寫(xiě)頭133的定位和介質(zhì)10L的運(yùn)動(dòng)，比如通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)卷軸131A和/或131B，以相對(duì)于介質(zhì)10L精確地定位讀/寫(xiě)頭133。信號(hào)處理器137解釋所探測(cè)的磁疇。在某些情況下，控制器135使得讀/寫(xiě)頭133執(zhí)行介質(zhì)10L的調(diào)節(jié)，如此所述。
與圖12相同，圖13的磁存儲(chǔ)裝置130可通過(guò)接口139被連接至計(jì)算機(jī)138。而且，計(jì)算機(jī)128可包括用于任何多種計(jì)算機(jī)裝置(包括例如，PC，Macintosh，計(jì)算機(jī)工作站，手持?jǐn)?shù)據(jù)終端，掌上電腦，手機(jī)，數(shù)字紙，數(shù)字電視，無(wú)線裝置(在這種情況下，接口129可以是無(wú)線的)，個(gè)人數(shù)字助理，便攜式計(jì)算機(jī)，臺(tái)式機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，數(shù)字錄音裝置或其它)的中央處理單元。
本發(fā)明能夠提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。特別是，根據(jù)本發(fā)明的垂直磁介質(zhì)比傳統(tǒng)的縱向介質(zhì)可實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度。展示垂直磁各向異性的磁記錄層的使用是能夠產(chǎn)生有效調(diào)節(jié)的特征，如此所述，特別是當(dāng)晶格區(qū)的寬度小于大約5.0μm，或更特別地小于大約1.0μm時(shí)。在這些尺寸下，如果使用縱向記錄層，調(diào)節(jié)技術(shù)可能會(huì)效率很低或可能無(wú)效。相應(yīng)地，表現(xiàn)出垂直磁各向異性的記錄層的使用對(duì)于幫助調(diào)節(jié)是一個(gè)有利特征，正如這里所述，特別是當(dāng)介質(zhì)具有小于大約5.0μm的寬度，更特別地，小于大約1.0μm的寬度的晶格調(diào)整特征時(shí)。
這些和其它實(shí)施例是在以下權(quán)利要求范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包括襯底；和形成于所述襯底之上、表現(xiàn)出垂直磁各向異性的磁記錄層，所述磁記錄層包括由晶格區(qū)和非晶格區(qū)所限定的表面變化圖案，其中所述晶格區(qū)與所述非晶格區(qū)不同地被磁化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中至少一些所述晶格區(qū)定義小于5.0μm的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介質(zhì)，其中至少一些所述晶格區(qū)定義小于1.0μm的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)包括凸起，所述非晶格區(qū)包括所述凸起之間的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)包括從由凸起，凹陷，脊，軌條，通道和紋道所組成的組中選擇的特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，還包括形成于所述襯底和所述磁記錄層之間的層，所述層定義了表面變化的晶格，并且其中所述磁記錄層基本與所述表面變化圖案一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)為所述介質(zhì)定義了伺服晶格。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)定義了被存儲(chǔ)的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)幾乎相同地被磁化，所述非晶格區(qū)被隨機(jī)磁化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)以與所述非晶格區(qū)極性相反的極性被磁化。
11.一種方法，包括接收具有垂直磁各向異性并表現(xiàn)出由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案的晶格磁介質(zhì)，其中，至少一些所述晶格區(qū)定義近似小于5.0μm的寬度；將第一DC磁場(chǎng)施加到所述介質(zhì)上，以便同樣地磁化所述晶格區(qū)和所述非晶格區(qū)；和將第二DC磁場(chǎng)施加到所述介質(zhì)上，以便與所述非晶格區(qū)不同地磁化所述晶格區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括接收被損壞狀態(tài)的所述晶格磁介質(zhì)；和通過(guò)重新施加所述第一DC磁場(chǎng)到所述介質(zhì)以便相同地磁化所述晶格區(qū)和所述非晶格區(qū)，以及通過(guò)重新施加所述第二DC磁場(chǎng)到所述介質(zhì)以便與所述非晶格區(qū)不同地磁化所述晶格區(qū)，從而修復(fù)所述介質(zhì)。
13.一種磁存儲(chǔ)裝置包括磁存儲(chǔ)介質(zhì)；探測(cè)所述介質(zhì)上磁疇的頭；控制所述頭相對(duì)于所述介質(zhì)位置的控制器；和解釋被探測(cè)磁疇的信號(hào)處理器，其中所述磁存儲(chǔ)介質(zhì)包括襯底、表現(xiàn)出垂直磁各向異性的基本連續(xù)的磁記錄層，所述磁記錄層形成于所述襯底上以表現(xiàn)由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案，其中所述晶格區(qū)與所述非晶格區(qū)不同地被磁化。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述頭是縱向讀/寫(xiě)頭，并且所述頭將DC磁場(chǎng)施加到所述介質(zhì)，從而與所述非晶格區(qū)不同地磁化所述晶格區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的垂直磁記錄介質(zhì)，其中所述晶格區(qū)以第一極性被極化，所述非晶格區(qū)以第二極性被極化，所述第二極性與所述第一極性相反。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于磁記錄和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的晶格磁介質(zhì)，和能被用于磁調(diào)節(jié)晶格的各種調(diào)節(jié)技術(shù)。例如，介質(zhì)能被形成來(lái)表現(xiàn)由晶格區(qū)和非晶格區(qū)定義的表面變化圖案。描述技術(shù)用于磁調(diào)節(jié)晶格區(qū)。技術(shù)對(duì)于垂直晶格介質(zhì)可能有用，即，具有形成于介質(zhì)表面并具有垂直于介質(zhì)表面的磁各向異性的晶格的介質(zhì)。特別是，垂直磁各向異性被發(fā)現(xiàn)是允許有效調(diào)節(jié)具有相對(duì)小的寬度的晶格特征的重要因素。
文檔編號(hào)G11B5/86GK1708788SQ200380102521
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者加里·R.·朗德斯塔姆 申請(qǐng)人:伊美申公司