特許 5881275 書き易さと熱的安定性を高めた磁気記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881275

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】書き易さと熱的安定性を高めた磁気記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/66 20060101AFI20160225BHJP

   G11B 5/65 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/64 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/738 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/725 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/667 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/851 20060101ALI20160225BHJP

   G11B 5/85 20060101ALI20160225BHJP

   H01F 10/26 20060101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/66

   G11B5/65

   G11B5/64

   G11B5/738

   G11B5/725

   G11B5/667

   G11B5/851

   G11B5/85

   H01F10/26

【請求項の数】18

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2010-33174(P2010-33174)

(22)【出願日】2010年2月18日

(65)【公開番号】特開2010-192099(P2010-192099A)

(43)【公開日】2010年9月2日

【審査請求日】2013年2月18日

(31)【優先権主張番号】12/389,039

(32)【優先日】2009年2月19日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500373758

【氏名又は名称】シーゲイト テクノロジー エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100064746

【弁理士】

【氏名又は名称】深見 久郎

(74)【代理人】

【識別番号】100085132

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100083703

【弁理士】

【氏名又は名称】仲村 義平

(74)【代理人】

【識別番号】100096781

【弁理士】

【氏名又は名称】堀井 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100109162

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 將行

(74)【代理人】

【識別番号】100111246

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 伸夫

(74)【代理人】

【識別番号】100124523

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 眞人

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100066692

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 皓

(74)【代理人】

【識別番号】100072040

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 肇

(74)【代理人】

【識別番号】100094673

【弁理士】

【氏名又は名称】林 鉐三

(74)【代理人】

【識別番号】100091339

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 邦明

(74)【代理人】

【識別番号】100159525

【弁理士】

【氏名又は名称】大日方 和幸

(74)【代理人】

【識別番号】100138346

【弁理士】

【氏名又は名称】畑中 孝之

(74)【代理人】

【識別番号】100147658

【弁理士】

【氏名又は名称】岩見 晶啓

(72)【発明者】

【氏名】ボー ビアン

(72)【発明者】

【氏名】ショウタオ ワン

(72)【発明者】

【氏名】ウェイルー シュー

(72)【発明者】

【氏名】アベベ ハイルー

(72)【発明者】

【氏名】ミャオゲン ルー

(72)【発明者】

【氏名】チャールズ シー．チェン

(72)【発明者】

【氏名】トーマス パトリック ノーラン

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー ユーリエヴィッチ ドビン

【審査官】 中野 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１７７７０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２３８２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／６６

Ｇ１１Ｂ ５／６４

Ｇ１１Ｂ ５／６５

Ｇ１１Ｂ ５／６６７

Ｇ１１Ｂ ５／７２５

Ｇ１１Ｂ ５／７３８

Ｇ１１Ｂ ５／８５

Ｇ１１Ｂ ５／８５１

Ｈ０１Ｆ １０／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１０ｋＯｅ以上の異方性磁界を有する第１の磁気記録層と、
磁気的に連続するとともに前記第１の磁気記録層の異方性磁界より小さい異方性磁界を有する第２の磁気記録層と、
前記第１と第２の磁気記録層との間に配置された磁気的に粒状の層である交換調整層とを備え、前記交換調整層は磁気的に分離された空隙のアレイを規定し、前記空隙は前記第１の磁気記録層の磁気的な粒界に整列する、磁気記録媒体。

【請求項2】

前記交換調整層は六方最密充填（ｈｃｐ）材料を含み、前記交換調整層は、０．１〜１００オングストロームの厚さと、０〜３００ｅｍｕ/ｃｃの飽和磁化（Ｍs）とを有する、請求項１に記載の磁気記録媒体。

【請求項3】

前記六方最密充填（ｈｃｐ）材料はコバルトを含む、請求項２に記載の磁気記録媒体。

【請求項4】

前記交換調整層は酸化物を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項5】

前記交換調整層はルテニウムを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項6】

前記磁気記録媒体は、交換調整層のない媒体に比較してより小さな反転磁界分布（ＳＦＤ）を有し、かつ、前記磁気記録媒体は３０００〜７０００Ｏｅの残留保磁力と約１０００Ｏｅの残留核生成磁界とを示す、請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項7】

前記第１の磁気記録層は、Ｃｏ合金、Ｐｔ合金、Ｐｄ合金、酸化物、またはそれらの組み合わせからなる群から選択された層である、請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項8】

前記第１の磁気記録層と前記交換調整層とは、垂直に整列された酸化物含有材料の領域を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項9】

前記第２の磁気記録層は、前記第１の磁気記録層よりも低いプラチナ濃度を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項10】

炭素またはパーフルオロポリエーテルを含む保護外被層を更に有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【請求項11】

１５ｋＯｅより大きな異方性磁界を有する第１の磁気記録層と、
磁気的に連続するとともに約６〜１２ｋＯｅの異方性磁界を有する第２の磁気記録層と、
前記第１の磁気記録層と前記第２の磁気記録層との間に堆積された磁気的に粒状の層である交換調整層とを備え、前記交換調整層は磁気的に分離された空隙のアレイを規定し、前記空隙は前記第１の磁気記録層の磁気的な粒界に整列し、前記交換調整層は、コバルト−酸化物−ルテニウム合金、ルテニウム−酸化物粒状材料、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、磁気記録媒体。

【請求項12】

３０００〜７０００Ｏｅの残留保磁力と約１０００Ｏｅの残留核生成磁界とを示す、請求項１１に記載の磁気記録媒体。

【請求項13】

前記磁気記録層のうちの一層は１〜１５ｎｍの厚さを有し、前記交換調整層は２００ｅｍｕ/ｃｃ以下の磁気モーメントを有する、請求項１１または１２に記載の磁気記録媒体。

【請求項14】

基板上に軟質の磁気下地層（ＳＵＬ）を堆積し、
前記ＳＵＬに中間層を堆積し、
前記中間層上に約１０ｋＯｅ以上の異方性磁界を有する第１の磁気記録層を堆積し、前記第１の磁気記録層は少なくとも１つの粒状の磁気層を含み、
前記第１の磁気記録層上に交換調整層を堆積し、該交換調整層は、０〜５０オングストロームの厚さを有するとともに、磁気的に分離された空隙のアレイを規定する少なくとも１つの磁気的に粒状の層を含み、前記空隙は前記第１の磁気記録層の磁気的な粒界に整列し、
前記交換調整層上に第２の磁気記録層を堆積し、前記第２の磁気記録層は、磁気的に連続するとともに、前記第１の磁気記録層の異方性よりも小さい異方性磁界を有する、磁気記録媒体の製造方法。

【請求項15】

前記交換調整層の厚さを増加させると前記交換調整層の飽和磁化（Ｍｓ）が増大する、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記交換調整層は、１〜４０オングストロームの厚さと、０〜３００ｅｍｕ/ｃｃの飽和磁化（Ｍs）を有する、請求項１４または１５に記載の方法。

【請求項17】

前記交換調整層は、交換調整層のない媒体に比較して前記磁気記録媒体の反転磁界分布（ＳＦＤ）を減少させ、かつ、前記磁気記録媒体は、３０００〜７０００Ｏｅの残留保磁力を示す、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

前記交換調整層は、ＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜２５（ＴｉＯ_２）_４〜１２およびＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜４０（ＳｉＯ_２）_２〜８の一つを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
以下の主題は、米国特許公開公報第２００６００２４５３０号、第２００６０２６９７９７号、第２００７００６４３４５号及び第２００７０２８７０３１号及び米国特許第６，７７７，１１２号明細書、第７，１９２，６６４号明細書、第６，９１４，７４９号明細書及び第７，２０１，９７７号明細書に関するものであり、この各々は、この明細書に全ての目的で言及によりその全体が組み込まれている。

【0002】

本発明は、書き易さを改良するために磁気特性を高めた記録媒体に関する。特に、本発明は、一様な高異方性（Ｈｋ）及び狭い反転磁界分布（ＳＦＤ）のような一様な磁気特性を得るように、書き易さの改善及び欠陥の減少を可能にする方法、装置及び要素に関する。

【背景技術】

【0003】

磁気媒体は種々の用途、特に、一般的にはディスク形式でデータ/情報の記憶及び検索応用のコンピュータ産業で広く使用されており、磁気媒体の領域記録密度、すなわちビット密度またはビット/単位領域を増加させる目的で連続的に努力がなされている。微粒の多結晶磁気合金層が活性記録層として働く従来の薄膜型磁気媒体は、磁気材料の粒の磁区の配向性に依って「長手方向」または「垂直方向」のものとして一般的に分類されている。

【0004】

一般的には、記録媒体は多結晶ＣｏＣｒまたはＣｏＰｔ酸化物含有膜で構成されている。この多結晶膜のＣｏが多い領域は強磁性であり、この膜のＣｒまたは酸化物が多い領域は非磁性体である。隣接する強磁性磁区間の磁気相互作用は、これら両者間の非磁性領域により減衰される。

【0005】

コンピュータ関連分野で一般に使用されている従来の長手方向記録ハード・ディスク型磁気記録媒体は、一般的には、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金のようなアルミニウムベース合金の十分に硬質な非磁気基板、その表面上に順次堆積された、または別な方法で形成されたアモルファス・ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）のようなメッキ層、アモルファスまたは微粒の材料、例えばニッケル−アルミニウム（Ｎｉ−Ａｌ）またはクロム−チタン（Ｃｒ−Ｔｉ）合金の種層と一般的にはＣｒまたはＣｒベース合金からなる多結晶の下地層とからなる２重層、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、Ｃｒ、ホウ素（Ｂ）等の１つ以上を含むコバルト（Ｃｏ）ベース合金からなる磁気記録層、一般的には炭素（Ｃ）、例えばダイヤモンド状の炭素（ＤＣＬ）を含む保護外被層、及び、例えばパーフルオロポリエーテルよりなる潤滑外被層を有する。この基板、メッキ層、種層、中間層、磁気層または外被層の各々は、スパッタリングのような適当な物理的蒸着（ＰＶＤ）技術により堆積してもよい。潤滑外被層は、一般的にはディッピングまたはスプレイにより堆積される。炭素外被層は、一般的には窒素、水素またはエチレンを含んだアルゴン中で堆積される。保護外被層は磁気記録層が腐食するのを防止し、ディスクと読み取り/書き込みヘッドとの間の摩擦力を減少する。保護外被の摩擦及び磨耗を減少させることによりヘッド−ディスク界面の摩擦学的性能を高めるために、薄い潤滑層を炭素外被の表面に与えてもよい。

【0006】

長手方向媒体の動作では、磁気層はデータ/情報をその内部に記録し、それにより記憶するために、書き込みトランスジューサ、すなわち書き込み「ヘッド」により局部的に磁化されるのが好ましい。書き込みトランスジューサまたはヘッドは、主（書き込み）極及び補助極を有することができ、そして、記憶すべき情報のビットに基づいて媒体磁化方向を交互に反転する高集中磁界を発生する。書き込みトランスジューサにより発生された局部磁界が、記録媒体層の材料の保磁力より大きい時、その場所における多結晶材料の粒子が磁化される。これらの粒子は、書き込みトランスジューサによりそれに加えられた磁界が除かれた後にその磁化状態を保持する。この磁化の方向は、印加された磁界の方向に一致する。記録媒体層の磁化は、読み取りトランスジューサ、すなわち読み取り「ヘッド」における電気的応答をその後発生させ、記憶された情報を読み取ることができる。

【0007】

記録領域密度及びこの磁気媒体の信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）を増加させるために連続的に努力がなされている。これについては、いわゆる垂直記録媒体（磁気層内に垂直異方性を有した記録媒体で、磁気層の表面に垂直な方向に磁化が形成される）は、より従来型の長手方向媒体に関連した熱的安定性の限界を経験せずに非常に高いビット密度を達成する点において、より従来型の長手方向媒体よりも優れているということが知られている。垂直磁気記録媒体では、残留磁化は、一般的には適当な基板上の磁気材料層である磁気媒体の表面に垂直な方向（容易軸）に形成される。

【0008】

非常に高い線形記録密度は、垂直磁気媒体を備えた「単極」磁気トランスジューサまたは「ヘッド」を利用することにより得ることができる。一般的な垂直記録システムは、（磁気記録層と比較して）比較的厚い「軟質」磁気下地層（ＳＵＬ）、比較的薄い「硬質」垂直磁気記録層及び単極ヘッドを備えた磁気媒体を利用する。磁気的に「軟質」とは、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ）または容易に磁化及び非磁化される材料のような約１５０エルステット（Ｏｅ）より下の、または好ましくは約１０Ｏｅより下の比較的低い保磁力を有する磁気材料をいう。磁気的に「硬質」の記録層は数ｋＯｅ、一般的には約２〜１０ｋＯｅ、または好ましくは約３〜８ｋＯｅの比較的高い保磁力を有し、例えば、垂直異方性を備えたコバルトベース合金（例えば、ＣｏＣｒＰｔBのようなＣｏ−Ｃｒ合金、または容易には磁化も非磁化もしない他の材料）を含んでいる。磁気軟質の下地層は、硬質の垂直磁気記録層を介してヘッドから発生する磁束を導く役割をはたす。更に本システムは、非磁気基板、少なくとも１つの非磁性中間層、及びオプションで接着層を有することが好ましい。１つ以上の非磁気材料層からなる比較的薄い中間層は、少なくとも１つの磁気硬質の記録層の下に配置することが好ましく、軟質の下地層と磁気硬質の記録層との磁気相互作用を防止し、硬質の記録層の所望のマイクロ構造磁気特性を促進するように作用する。米国公開公報第２００７０２８７０３１号、米国特許第６９１４７４９号明細書、及び同第７２０１９７７号明細書参照。中間層は、中間層積層体を形成する複数の層を有してもよく、これらの層の少なくとも１つは、磁気硬質の垂直記録層に隣接したｈｃｐ（hexagonally close packed:六方最密充填）材料を有することが好ましい。

【0009】

磁気トランスジューサ・ヘッドの主書き込み極から生じる磁束ψは、主極の下の領域にある少なくとも１つの垂直配向の磁気硬質の記録層に入り、かつこれを通過し、ＳＵＬに入り、ある距離にわたりＳＵＬ内を移動し、そしてそこから出て、トランスジューサ・ヘッドの補助極の下の領域内の少なくとも１つの垂直で硬質の磁気記録層を通過する。

【0010】

従来の垂直媒体に比較して、粒状の垂直磁気記録媒体は、記憶されるデータの面積密度が更に拡大している容量が開発されつつあるが、それは、磁気粒子間における強力な横方向交換結合の存在により制限される。粒状の（これは、面内粒子が本質的に不連続であるということを意味する）垂直記録媒体は、ボイド、酸化物、窒化物、非磁性材料またはこれらの組み合わせからなる粒界により分離されている磁気柱状粒子を備えた「硬質」の粒状垂直磁気層を含んでいる。約２〜約２０オングストロームの厚さを有したこの粒界は、磁気粒子間の磁気相互作用をかなり減少させる。垂直磁気層がアルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスの存在下で低圧力及び高温で一般的にスパッタリングされる従来の垂直媒体とは対照的に、粒状の垂直磁気層の堆積は比較的高圧力及び低温で行われるが、酸素（Ｏ）及び/または窒素（Ｎ）を含む分子が、例えば、ＡｒとＯ_２、ＡｒとＮ_２、またはＡｒとＯ_２とＮ_２、及びＨ_２Ｏの混合ガス内に導入される反応スパッタリング技術を利用してもよい。あるいはまた、酸化物及び/または窒化物は、酸化物及び/または窒化物から成るスパッタリング・ターゲットを利用することにより導入されてもよく、不活性ガス（例えばＡｒ）の存在下でスパッタリングされ、またはオプションとして、不活性ガスの存在下でまたは不活性ガスなしでＯ及び/またはＮを含むスパッタリング・ガスの存在下でスパッタリングされてもよい。導入された酸化物及び/または窒化物は、粒界に移動して粒子間の横方向交換結合が減少された粒状垂直構造を提供することができる。米国公開公報第２００６０２６９７９７号参照。この粒界の導入により記録/記憶媒体の面積密度を増大することができる。

【0011】

本明細書に記載された媒体内の種々の層は、積層構造を形成する。この記録媒体層の積層構造の多結晶層は粒界を含んでいる。磁気的に硬質な主記録層及び中間層は一般的には多結晶材料から成っており、硬質な磁気層は中間層上に一貫して成長されることが好ましいので、各多結晶層の粒子は（水平方向に測定した場合）ほぼ同一幅のものであり、そして垂直方向に登録されている（すなわち、垂直方向に「相関しており」または揃っている）。硬質の磁気層の上に形成されたダイアモンド状の炭素（ＤＬＣ）のような保護外被層と、この保護外被層の上に形成されたパーフルオロポリエーテル材料のような潤滑外被層とにより積層体は完成される。垂直の記録媒体はまた、長手方向の記録媒体構造で記載されたように、メッキ層及び/または種層も含んでもよい。種層は磁気的に軟質な下地層（ＳＵＬ）に隣接するのが好ましく、アモルファス材料と面心立方格子構造（ｆｃｃ）材料の少なくとも１つを含むことが好ましい。「アモルファス」という用語は、このような材料がシータ−２シータＸ線回折パターンにおいて、背景雑音と比較して鋭いピークを示さないということを意味する。アモルファス層は、アモルファス状態のナノ結晶、または、Ｘ線回折パターンにおいて背景雑音と比較してピークを示さない限り任意の形態の他の材料を含んでもよい。種層は、下地層の特定の結晶質構造の核生成の種となる。従来、種層は非磁気基板上における最初の堆積層である。この堆積層の役割は、続くＣｒ含有の下地層の結晶配向を構造化、または整列させることである。種層、下地層及び磁気層は、従来、アルゴン雰囲気のような不活性ガスの雰囲気内において基板上に順次スパッタリングにより堆積される。

【0012】

非常に微粒の磁気記録媒体は熱的不安定性を有する可能性がある。１つの解決方法は、強磁性の記録媒体を他の強磁性層または反強磁性層に結合することにより安定性を提供することである。これは、反強磁性結合（ＡＦＣ）した少なくとも１対の強磁性層からなる安定化された磁気記録媒体を提供することにより達成することができる。米国特許第６７７７１１２号は、ＡＦＣ磁気層の間に非磁性スペーサ層を挿入することに関するものであるが、記録媒体層の粒子間の面内交換結合は、従来の構造によっては最適化制御はされず、磁気クラスタの大きさが記録媒体の熱的安定性の犠牲なしに減少されることはかった。

【0013】

ＡＦＣ結合記録層を含む記録媒体の１つの構成では、「硬質」の粒状磁気記録層上に連続磁気記録層が垂直に重ねられている。この連続磁気記録層の磁気粒子は、横方向により強く交換結合されているのに対し、この硬質の粒状磁気記録層の磁気粒子は、横方向に対しては弱く交換結合されているだけである。（比較的低い保磁力を有する材料、または更に容易に磁化及び非磁化される材料をしばしば含む）連続層は、ある記録媒体の構成において（比較的高保磁力を備えた材料、または容易には磁化も非磁化もしない材料を含む）硬質の粒状層に強磁性結合されている。この媒体では、連続磁気層全体は、（垂直交換結合合成物−「ＥＣＣ」を形成する）粒状硬質磁気層の下にある各粒子と結合してもよい。米国特許第７２０１９７７号参照。

【0014】

基板は、一般的にはディスク形状をしていて、ガラス、セラミック、ガラス−セラミック、ＮiＰ/アルミニウム、金属合金、プラスチック/ポリマ材料、セラミック、ガラス−ポリマ、合成材料、非磁性材料、またはこれらの組み合わせ、またはこれらの積層体を含んでいてもよい。米国特許第７０６０３７６号参照。磁気記録硬質ディスクの製造の場合に従来使用された基板材料は、アルミニウム−マグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金を含んでいる。このＡｌ−Ｍｇ合金は、基板の高度を増し、それによって、研磨に適当な面を提供して必要な表面の粗さまたは組成を与えるために、一般的には約１５ミクロンの厚さのＮｉＰ層により無電解でメッキされる。オプションである接着層は、基板表面に存在する場合は、約２００オングストローム（Å）より薄い、Ｔｉ、Ｔｉベース合金、Ｔａ、Ｔａベース合金、Ｃｒ、またはＣｒベース合金のような金属または金属合金材料の層を一般的には含んでいる。

【0015】

比較的厚いＳＵＬは一般的には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉＡｌＮのようなＦｅ含有合金、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＮｂのようなＣｏ含有合金、またはＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＢ、及びＦｅＣｏＣのようなＣｏ−Ｆｅ含有合金のような軟質の磁気材料の約３０〜約３００ｎｍ厚の層から成る。比較的薄い中間層の積層体は、一般的には非磁気材料の約５０〜約３００Åの厚さの単数または複数の層を有している。中間層の積層体は、磁気的に硬質な垂直記録層に隣接した、Ｒｕ、ＴｉＣｒ、Ｒｕ/ＣｏＣｒ_３７Ｐｔ_６、ＲｕＣｒ/ＣｏＣｒＰｔなどのようなｈｃｐ材料の少なくとも１つを有している。ＳＵＬに隣接した種層は、存在する場合、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｔまたはＡｕの合金のようなｆｃｃ材料またはＴａ、ＴａＷ、ＣｒＴａ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷまたはＴｉＣｒのようなアモルファスまたは微粒子材料の約１００Åの厚さより薄い層を一般的には含んでいてもよい。少なくとも１つの磁気的に硬質な垂直記録層は、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｂ及びＰｄからなる群から選択された１つ以上の元素を含む約１０〜約２５ｎｍ厚さの層（単数または複数）から一般的には成っている。

【0016】

上記のタイプの従来の媒体の種類の内で、長手方向媒体は垂直方向媒体よりも多く開発されており、コンピュータ産業で数十年の間利用されている。この期間に、トランスジューサ・ヘッド、チャネル、媒体のような要素及びサブシステムは、コンピュータ環境内で効率的に動作するように繰り返し最適化されてきた。しかし長手方向の記録は、領域記録密度の更なる増大を効率的に防止する物理的限界のために、コンピュータ応用における産業標準としてはその寿命の終わりに達しつつある、というのが現在の共通認識である。

【0017】

一方垂直媒体は、多くのコンピュータ関連記録応用においては長手媒体と置き換わり、長手媒体の能力を更に超えて常に増加する面積記録密度に向けて動き続けている。しかし垂直媒体及び記録技術は、長手方向媒体及び記録技術の全ての面において開発が遅れている。特に、トランスジューサ・ヘッド、媒体、記録チャネルを含む垂直磁気記録技術の各個々の要素は、長手方向記録技術の対応要素よりも開発及び最適化の面で完全ではない。結果として、従来技術、すなわち長手方向媒体及びシステムと比較して、垂直方向媒体及びシステムで見られる利点は評価するのが困難である。

【0018】

高密度垂直記録媒体は、熱的安定性と高勾配ヘッドとの両立性を与える充分高い異方性、ヘッドによる書き易さを与える充分低い反転磁界、磁気粒子間またはクラスタ間の小さな相関関係を維持するための充分低い、かつ狭い反転磁界分布（ＳＦＤ）を維持するための充分高い横方向交換結合、及び熱的安定性を維持しＳＦＤを最小とするのに充分な、磁気特性の粒子対粒子の一様性、を含む数個の磁気特性の注意深い制御及びバランスを必要とする。

【0019】

記録密度が増加し続けるに従って、ビット内の磁気粒子の数を同様な値に維持するためには更に小さい粒子構造を作製することが必要である。小さな粒子構造ほど、粒子内の異方性のばらつきのような不均一性に対する感度が増大し、熱的安定性を維持するためにより高い異方性も必要とするので、従って書き易さに悪影響を与える。それ故、書き易さが改良され、よりＳＦＤを狭くするための欠陥の減少、そして特性の一様性が改良された媒体が当業界で必要とされている。

【0020】

現在のある垂直記録媒体は、磁気パラメータを最適化するために３つ以上のＣｏ合金磁気層を備えた記録層を使用している。例えば、米国特許第７、１９２、６６４号は、低Ｈｅｘに対しかなり高い酸化物体積比率と、高異方性に対してかなり高いＰｔ濃度を有しているＣｏＣｒ_４〜２０Ｐｔ_{１２〜２５}（ＴｉＯ_２）_４〜１２のような組成を持つ第１または底部磁気層を記載している。他の層（例えば上方磁気層）はより低い酸化物とＰｔの濃度を有してもよく、交換結合を調整し、ＳＦＤを減少し、そして書き易さを改良するように他の元素、例えばＢを含んでもよい。米国公開公報第２００７００６０３４５号参照。しかしＰｔとＢのような元素は、異方性のような特性の一様性を劣化させ、ＳＦＤの減少、磁気変移の狭小化及び媒体の信号対雑音比（ＳＮＲ）の改良を制限し得る積層欠陥のような欠陥を導入し得る。米国公開公報第２００６００２４５３０号参照。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0021】

【特許文献1】米国特許公開公報第２００６００２４５３０号

【特許文献2】米国特許公開公報第２００６０２６９７９７号

【特許文献3】米国特許公開公報第２００７００６４３４５号

【特許文献4】米国特許公開公報第２００７０２８７０３１号

【特許文献5】米国特許第６、７７７、１１２号明細書

【特許文献6】米国特許第７、１９２、６６４号明細書

【特許文献7】米国特許第６、９１４、７４９号明細書

【特許文献8】米国特許第７、２０１、９７７号明細書

【特許文献9】米国特許第７、０６０，３７６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0022】

上記に鑑みて、従来の記録媒体及びシステムに比較してある範囲の恩恵及び性能向上を機能的に提供するように設計された改良された記録媒体、特に垂直記録媒体及びシステム技術の必要性が明確に存在する。

【課題を解決するための手段】

【0023】

ここに開示した態様によれば、一様に高い異方性（Ｆ_ｋ）及び狭い反転磁界分布（ＳＦＤ）のような更に一様な磁気特性を得るように欠点を減少させ、書き易さを改善するために、現存の磁気記録層構造に関連した若干の問題及び欠点を克服することができる。本発明の実施例は、垂直記録媒体、長手記録媒体、離散的トラック記録媒体、ビット・パターン媒体、フィルタ媒体、または熱支援磁気記録（ＨＡＭＲ）媒体を含み得る磁気記録媒体に関するものである。

【0024】

１つの実施例は、１つ以上の粒状磁気層を備えた第１の磁気記録層と、１つ以上の連続的な磁気層を備えた第２の磁気記録層と、前記第１と第２の磁気記録層との間の垂直交換結合（または交換破壊）「交換調整層」とを有し、前記第１の磁気記録層は、約１０ｋＯｅ以上の異方性磁界を有し（この第１の磁気記録層は、この明細書にわたり「硬質」及び/または「粒状」及び/または「底部」の磁気記録層とも呼ばれる）、前記第２の磁気記録層は、前記第１の磁気記録層の異方性よりも低い異方性磁界を有する（この第２の磁気記録層は、この明細書にわたり「軟質」、「半軟質」、「半硬質」、「第２」、「連続」または「頂部」磁気記録層とも呼ばれる）。交換調整層は、少なくとも１つの粒状層を有することが好ましく、そしてこの交換調整層は、１つ以上の磁気層を有することが好ましい。磁気記録媒体全体は約３〜７ｋＯｅの保磁力を示すことが好ましい。１つの実施例では、第２の（軟質/半軟質/半硬質）磁気記録層は、下方のより高い異方性層に近接した粒状層と、この粒状層の上の連続層とを有している。第２の（軟質/半軟質/半硬質）磁気記録層は、第１の（硬質）磁気記録層よりも低い濃度のプラチナ（Ｐｔ）を含むことが好ましい。第２の磁気記録層は約６〜１２ｋＯｅの異方性磁界を有することが好ましい。

【0025】

交換調整層は、コバルト、コバルト合金、プラチナ、ホウ素、ルテニウム、クロム、タンタル、六方最密充填（ｈｃｐ）材料、酸化物、非磁気Ｃｏ−酸化物−Ｒｕ、Ｒｕ−酸化物粒状材料、ＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜２５（ＴｉＯ_２）_４〜１２、ＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜４０（ＳｉＯ_２）_２〜８、またはこれらの組み合わせを有することが好ましい。交換調整層は、磁性体であってもよく、または、低磁気を有し、または非磁性であってもよい。交換調整層は、粒状材料、または少なくとも１つの粒状層を有し、そして約０．１〜１００オングストローム、約０．１〜５０オングストローム、約０．１〜４０オングストローム、約１０〜８０オングストローム、約１０〜２５オングストローム、または約１５オングストロームの厚さを有し、そして約０〜１００のｅｍｕ/ｃｃ、約１００〜３００のｅｍｕ/ｃｃ、または約０〜３００のｅｍｕ/ｃｃの好ましい飽和磁化（Ｍ_ｓ）を有することが好ましい。交換調整層は、磁気性が弱いことが好ましく、また約２００ｍｅｍｕ/ｃｃ以下の磁気モーメントを有することが好ましい。

【0026】

他の実施例は、前記第１と第２の磁気記録層の間の垂直結合を減少する交換調整層、または、この垂直結合を減少する方法に関する。本発明の実施例による記録媒体は、交換調整層のない媒体に比較してより小さな反転磁界分布（ＳＦＤ）を有している。１つの実施例は、交換調整層を導入することにより記録媒体のＳＦＤを減少する方法に関するものである。本発明の実施例による記録媒体は、交換調整層のない媒体より大きな約０．３ディケードと１ディケードの間または約０．３ディケードと０．５ディケードの間のビット誤り率（ＢＥＲ）利得を有することが好ましい。

【0027】

この発明の実施例による記録媒体は、約１〜７０００Ｏｅ、約１〜５０００Ｏｅ、約１〜１０００Ｏｅ、約３０００〜５０００Ｏｅ、約３０００〜７０００Ｏｅ、約４０００〜５０００Ｏｅ、または約４０００〜４５０００Ｏｅの残留保磁力を有することが好ましい。

【0028】

他の実施例は磁気記録媒体を製造する方法に関し、この方法は、基板上に軟質磁気下地層（ＳＵＬ）を堆積し、１つ以上の粒状磁気層を含む約１０ｋＯｅ以上の異方性磁界を備えた第１の磁気記録層を前記ＳＵＬ上に堆積し、約０〜１００オングストロームの厚さを有していて、少なくとも１つの粒状磁気層を含む交換調整層を前記第１の磁気層上に堆積し、そして、前記第１の磁気記録層の異方性磁界より小さい異方性磁界を有し、１つ以上の連続磁気層を含む第２の磁気記録層を、前記交換調整層上に堆積することを含む。第２の磁気記録層は、約１５ｋＯｅ以下または約１２ｋＯｅ以下の異方性磁界を有することが好ましい。

【0029】

他の実施例は、交換調整層の厚さを増大することにより、前記交換調整層の飽和磁化（Ｍ_ｓ）を増大する方法に関する。

【0030】

他の実施例は、本発明の実施例による方法により製造された磁気記録媒体に関する。

【0031】

本発明の他の実施例及び利点は以下に述べる記載中において１部述べられ、そして、また一部はこの記載から明らかとなり、または本発明の実施により理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】軟質層の厚さ、反転異方性値、及び磁気記録媒体の硬質層と軟質層との間の垂直結合間の相互作用を示す。

【図2】ＢまたはＰｔを含む頂部磁気記録層の下及び硬質の磁気記録層の上のＣｏＣｒＲｕＴｉＯ_２又はＣｏＣｒＲｕＳｉＯ_２を含む交換調整層を備えた積層の磁気記録媒体の１実施例を示す。この硬質の磁気記録層は、中間層、ＳＵＬ及び基板上に位置することが好ましい。炭素外被は、ある実施例では記録媒体硬質層上に配置されてもよい。潤滑外被層はパーフルオロポリエーテルを含むことが好ましいが、更に炭素外被上に堆積されることが好ましい。

【図3】１つの実施例による、前記硬質磁気記録層と軟質/半軟質/半硬質磁気記録層との間の１５オングストローム（Å）の交換調整層のある場合とない場合を対比させた媒体のＸ線回折スペクトルの結果を示す。

【図4】本発明の１つの実施例による前記硬質磁気記録層と軟質/半軟質/半硬質磁気記録層との間に１５Åの厚さの交換調整層のある場合とない場合の媒体のＫｅｒｒループを示す。

【図5】ＣｏＣｒＲｕＴｉＯ_２を含む交換調整層の関数としてのＨＣＲ、ＨＮＲ及びＭＲＴ応答を示す。

【図6】ＣｏＣｒＲｕＴｉＯ_２を含む交換調整層の関数としての規格化されたＢEＲ応答を示す。

【図7】本記載による記録媒体を使用できるディスク・ドライブを示す。

【図8】本記載による記録媒体を形成する例示的な方法のステップを示す。

【発明を実施するための形態】

【0033】

交換結合合成（ＥＣＣ）マイクロ構造体は、高異方性磁気層の書き易さを改善することができる。ＥＣＣマイクロ構造体は、少なくとも１つの比較的高異方性層と少なくとも１つの低異方性層を有しており、これらの異方性層は、これらの層の間の界面を介して垂直交換結合となっている。高エネルギー生成物磁気材料のようなモデル化及び他の用途からは、低異方性「軟質」層に強く交換結合した非常に高異方性の「硬質」層は、高い熱的安定性を維持しながら硬質層を反転または「書き込み」するのに必要となる磁界をかなり減らすことができる。しかし、硬質層で一般的に使用される大部分のＣｏ合金は、３０ｋＯｅ（キロエルステット）の下に層の異方性を制限し、そして、一般的に採用されている多くのＣｏ合金においては約２０ＫＯｅより下に制限する。更に、記録ヘッドと両立でき、かつ熱的安定性を維持するように、全ての層の平均異方性は比較的高いことが望ましい。従って、このＡＦＣ磁気記録層において従来技術で使用されている軟質層は、比較的高異方性を有する比較的薄い層に制限されていた（換言すれば、本質においては、この「軟質」層は、その比較的高異方性のために、一般的な「軟質」層と比較すれば、「半軟質」または「半硬質」である）。従って、これらの結合層の平均異方性は充分高く維持することができる。

【0034】

しかし、この構成−「軟質」層の異方性が増大され、その厚さが減少された（これは薄い半硬質層となる）、強力に垂直結合された硬質及び軟質の層からなる−では、書き易さが減少されることになる。図１は、（１ｎｍと５ｎｍとの間の）５つの異なる厚さの「軟質」層の間の相互作用と、異方性磁界（Ｈ_ｋ）に対する反転異方性（Ｈ_{ｓｗｉｔｃｈ}）とを示す。飽和磁化（Ｍ_ｓ）は、この実験では「軟質」層の各々に対して７００ｅｍｕ/ｃｃに維持される。

【0035】

徐々に薄くなる軟質層がそれぞれ増加した反転異方性を有し、従って、記録システムの書き易さを減少するものとして示してある。同時に、薄い半硬質層に結合された硬質層の書き易さは、これら層間の垂直結合の減少により改善される。図１に示したように、書き易さを最大に高めるための垂直結合強度は、軟質/半軟質/半硬質層の異方性及び厚さ（ナノメータで測定したｔ_ｓｏｆｔ）と共に変化し、これらの値のいずれかが増加すると減少する。

【0036】

垂直結合への保磁力の依存性は、軟質/硬質層の界面における磁区壁のピニング解除により生じる複雑な現象である。図１の線は、垂直（または中間層交換）結合への残留保磁力（または反転磁界）の依存性を描いている（図の凡例で表示されている１ｎｍから５ｎｍの太さの線）。低い保磁力は、一般的には最適な磁気記録性能を得るために望ましい。図１の種々の線は、「軟質」（頂部）磁気記録層の種々の厚さに対応する（図の凡例参照）。図１からは、最小の保磁力が、軟質磁気記録層の異なる厚さに対しては中間層結合の異なる値で達成されるということがわかる。この例では、軟質層が５ｎｍの厚さのとき、特定の中間層交換値における「最小」の保磁力値は存在せず、むしろ保磁力は、大きな中間層交換値（結合）において低い値に安定に維持される。従って、中間層は図１に示した例の５ｎｍ厚の層のような厚い軟質磁気層には必要ではない。一方、薄い軟質層（例えば図１の２ｎｍ厚の層）の場合、保磁力は垂直結合の低い値（この場合は２ｅｒｇ/ｃｍ^２）で最小となる。

【0037】

磁気記録媒体の硬質磁気記録層とより低い異方性磁気記録層との間の中間層を処理することにより、垂直結合は最適な保磁力を達成するように調整することができることが、驚くべきことに見出された。

【0038】

本発明の１つの実施例は、記録及び/または記憶媒体の書き易さを改善または増加させるために前記の少なくとも１つの硬質層と前記の少なくとも１つの軟質、半軟質または半硬質層との間に挿入される垂直交換結合調整層（「交換調整層」）を有している。この交換調整層は、１つ以上の粒状磁気層を有することが好ましい。この交換調整層は、磁気粒子の各々の有効体積を増加しながら磁気記録層積層全体にわたりその比較的小さな実際の物理的磁気クラスタ・サイズを維持する。従って交換調整層は、強磁性層対の間の結合強度を最適化することにより磁気記録層積層体の熱的安定性を増加する。交換調整層の好ましくは粒状の性質により、少なくとも１つの粒状磁気層を有することが好ましい硬質の磁気記録層上にこの交換調整層を成長させることもできる。

【0039】

本発明の実施例による交換調整層は、この交換調整層の厚さの関数として、ＡＦＣ硬質磁気記録層と軟質/半軟質/半硬質磁気記録層との間の結合を最適化する。理論により拘束されることを望まなければ、書き易さは飽和磁化（Ｍ_Ｓ）界の関数として表現することができる。すなわち、硬質の磁気記録層と軟質/半軟質/半硬質磁気記録層との間に交換調整層が存在しない場合、飽和磁界は、媒体を書き込みできない程高くすることができる。本発明の実施例による交換調整層が導入されると、飽和磁界は減少し始め、書き易さをかなり改良するのに最適な点に達する。しかし、１つの磁気記録層を離隔する点まで交換調整層の厚さを増加させないよう注意すべきである。磁気記録層間のこの離隔により磁気記録装置の磁気構造が損なわれ、磁気書き込みヘッドから出た磁界が軟質/半軟質/半硬質層を通過して硬質層に達し、（前記２つの磁気記録層と交換調整層からなる）磁気層の積層体に記録することができなくなる。

【0040】

硬質磁気記録層は、基板に対して近接または離れて堆積してもよく、軟質/半軟質/半硬質の磁気記録層は、基板に対し近接または離れて堆積してもよい。記録媒体の積層磁気記録層の配置を記載するために本明細書で使用された「底部」と「頂部」は、それぞれ基板に対し「近接」対「離れた」ものを云う。硬質層は、媒体構成における底部または（底部近接の）磁気層であることが好ましく、一方、硬質層よりも比較的低い異方性を持つ軟質/半軟質/半硬質層は、基板に対し離れて堆積することが好ましい。軟質/半軟質/半硬質層は交換調整層上に配置することが好ましい。

【0041】

硬質の磁気記録層は、横方向交換結合を減少するための酸化物を有するＣｏ合金を有していて、少なくとも１つの粒状磁気層を有することが好ましい。交換結合は、磁気粒子間の境界に非強磁性材料を形成することにより制御することが好ましい。非強磁性材料は、粒界に対するＣｒとＢの優先的な表面拡散により、ＣｏＰｔＣｒＢ含有合金の高温度基板へのスパッタリング堆積中に一般には形成される。Ｃｏ濃度は、磁性組織から非磁性組織への転移が存在するように粒子中心と粒界との間で変化する。この媒体における交換結合は、ＣｒとＢの濃度及び基板温度のようなパラメータを変化することにより制御される。非強磁性材料は、スパッタの対象に対し金属酸化物を加えるか、または、酸素含有スパッタ・ガス中においてターゲットを反応的にスパッタリングすることにより、ＣｏＰｔ含有合金の低温基板へのスパッタリング堆積中に磁気粒界に形成することもできる。これらの媒体における交換結合は、スパッタ・ガスの圧力、スパッタ・ガス中の酸素濃度及びスパッタリングのターゲットにおける酸化物濃度のようなパラメータを変化させることにより制御される。本発明の１つの実施例によれば、磁気合金層内に存在するＴｉＯ_２量全体の約５０％から約１００％までが粒界において分離され、あるいは存在するＴｉＯ_２のほぼ全てが粒界に分離される。

【0042】

Ｃｏ合金の硬質層により、約１２〜２４ｋＯｅの範囲内の異方性が有効となる。この硬質層は、Ｃｏ合金とＰｔ合金またはＰｄ合金の交互の（好ましくは薄い）層のような多層構造を有することが好ましく、また少なくとも約２０ｋＯｅ以上の異方性を与えることが好ましい。横方向交換分離したマイクロ構造体は異方性を４０ｋＯｅ以下に制限する。本発明の実施例による交換調整層と結合された多層構造体では、異方性の最適化を与えることが好ましい。１つの実施例では、使用された高保磁力（硬質）磁気材料は、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＦｅＰｔ合金またはこれらの組み合わせも含むことができる。他の実施例では、硬質磁気記録層は約２Ｔｅｓｌａ（Ｔ）以上のＭ_ｓを有している。

【0043】

１つの実施例では、少なくとも１つの硬質磁気記録層は、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｖ、Ｗ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｂ、とＰｄからなる群から選ばれた１つ以上の元素を含むＣｏベース合金、窒化鉄または酸化鉄の約５０から約２５０Å厚の層を含んでいる。他の実施例では、硬質磁気記録層は（ＣｏＸ/ＰｄまたはＰｔ）_ｎ多層磁気超格子構造を含み、ここでｎは約１０から約２５までのうちの整数であり、この超格子構造のＣｏベース磁気合金の交互の薄層の各々は、約２から約３．５Åの厚さであり、ＸはＣｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｆｅからなる群から選ばれた元素であり、ＰｄまたはＰｔの交互の薄い非磁気層の各々は約１０Åの厚さまでのものである。本発明の実施例は、１０から３０原子％、例えば、１５から２５原子％及び３から８原子％のＴｉＯ_２のＰｔ含有量を有する磁気合金を含む磁気記録媒体を備えている。

【0044】

硬質粒状層の異方性より低い異方性を備えた実用的な磁気記録層は、約１５ｎｍの厚さを有している。結合層の高平均異方性を維持するために、この磁気層の異方性は約６〜１２ｋＯｅのように（一般的な磁気「軟質」層に比較すると）かなり高く維持され、従って半軟質または半硬質と称せられる。このような半軟質または半硬質の磁気記録層が約１ｎｍと約２ｎｍとの間のように薄いと、垂直異方性（Ｈ_ｋ）の低いまたは更に負の値は機能的になる。約−６０００〜＋１２，０００Ｏｅの範囲の垂直異方性と、約１〜１５ｎｍの厚さと、書き易さの最適化のための広範囲の垂直結合値を含む、軟質/半軟質/半硬質磁気記録層の特性の種々の組み合わせ範囲が存在する。１つの実施例では、この軟質、半軟質または半硬質磁気記録層に使用される磁気材料は、ＮｉＦｅ合金を含む。他の実施例では、この層は、約２Ｔより少なく、約１．５Ｔより少なく、約１Ｔより少なく、または約０．５Ｔより少ない飽和磁化（Ｍ_ｓ）を有している。

【0045】

交換調整層は、配向、側方交換結合、一様性及び所望の異方性値のような所望の頂部（硬質）層の特性を維持しながら広範囲の結合強度を提供することが好ましい。媒体における六方最密充填（ｈｃｐ）構造は安定化され、結晶成長方向及び膜形態は維持され、そして主垂直結合制御は本発明の実施例による媒体構造により提供されることが好ましい。

【0046】

１つの実施例では、交換調整層は、約０〜４ｎｍの厚さを有しており、約０〜１００ｅｍｕ/ｃｃの低飽和磁化（Ｍ_ｓ）を備えたＣｏ合金を含んでいる。交換調整層は、残留保磁力（ＨＣＲ）、垂直交換結合、閉路磁界、及び書き易さの最適化を可能にすることが好ましい。他の実施例では、交換調整層は、同様な結合範囲を得るために、約１００〜３００ｅｍｕ/ｃｃと、（約１〜８ｎｍの）より大きな厚さのＭ_ｓを備えた合金を有する。交換調整層は、ｈｃｐ構造の安定化とＭ_ｓの減少のためにＲｕの添加を更に含むことが好ましい。更に、交換調整層は、調整層及び/または続いて堆積された層の低横方向交換結合の維持を可能にするための酸化物を含むことが好ましい。他の実施例では、交換調整層は、ｈｃｐ構造の安定化とＭ_ｓの減少のためＲｕと供にＰｔまたはＢを添加したＣｏ合金を含んでいる。他の実施例では、交換調整層は非磁気層を含んでおり、またＣｏを含まないｈｃｐ材料を含んでいてもよい。

【0047】

媒体は、更に基板上に形成された軟質磁気下地層を含むことが好ましく、複数の層を含んでいてもよい。軟質磁気下地層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｆｅ合金、ＣｒドープＦｅ合金を含有する合金、ＣｏＦｅＺｒ、ＣｏＦｅＴａ、ＦＣｏＺｒＢ、ＮｉＦｅ(パーマロイ)、Ｃｏ、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦ、Ｆｅ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉＡｌＮ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＣ、またはこれらの組み合わせを含むことが好ましい。ＳＵＬは５００Åから４０００Åの厚さで形成されるのが好ましい。中間層は、軟質磁気下地層上に配置されるのが好ましい。硬質磁気記録層はこの中間層上に配置されるのが好ましい。硬質磁気記録層は、磁気材料の複数の粒子と、この磁気材料の粒子を分離する酸化物、窒化物、または他の非磁性材料のような非磁性材料の複数の境界を含むことが好ましい。それらの粒子は３〜１０ｎｍの範囲の大きさを有することができ、また酸化物含有磁気層は３〜２０ｎｍの範囲の厚さを有することができる。

【0048】

この構造体の層は種々の材料から成ることができる。基板材料は、一般的には、ＮｉＰメッキのＡｌ合金、ガラス、ガラス−セラミック、セラミックまたは他の非磁気材料を含んでいる。基板は、従来のＮｉＰメッキされた組織化したアルミニウム基板または組織化したガラス−セラミック基板のような組織化基板であってもよい。接着促進層材料は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、チタン−クロム（ＴｉＣｒ）、クロニウム（Ｃｒ）及び他の金属を含んでいる。

【0049】

少なくとも１つの硬質磁気記録層は、１２ｋＯｅより大きく、１５ｋＯｅより大きく、または好ましくは１５〜４０ｋＯｅの異方性を有することが好ましく、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｖ、Ｗ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｂ、合金、またはそれらの組み合わせを含むことが好ましい。硬質磁気記録層は、酸化物及び窒化物を含むＣｏベース合金、例えば、コバルト‐プラチナ酸化物（ＣｏＰｔＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ酸化物（ＣｏＣｒＰｔＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐タンタル酸化物（ＣｏＣｒＰｔＴａＯ）、コバルト‐プラチナ‐チタン酸化物（ＣｏＰｔＴｉＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐チタン酸化物（ＣｏＣｒＰｔＴｉＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐アルミニウム酸化物（ＣｏＣｒＰｔＡｌＯ）、コバルト‐プラチナ‐シリコン酸化物（ＣｏＰｔＳｉＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ジルコニウム酸化物（ＣｏＣｒＰｔＺｒＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ハフニウム酸化物（ＣｏＣｒＰｔＨｆＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ニオブ酸化物（ＣｏＣｒＰｔＮｂＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ホウ素酸化物（ＣｏＣｒＰｔＢＯ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐シリコン酸化物（ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ）、コバルト‐プラチナ‐シリコン窒化物（ＣｏＰｔＳｉＮ）、コバルト‐プラチナ‐タングステン窒化物（ＣｏＰｔＷＮ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐タンタル窒化物（ＣｏＣｒＰｔＴａＮ）、コバルト‐プラチナ‐タンタル窒化物（ＣｏＰｔＴａＮ）、コバルト‐クロム‐プラチナ‐シリコン窒化物（ＣｏＣｒＰｔＳｉＮ）を含み、硬質磁気記録層は約３原子％〜約４０原子％の濃度、好ましくは約５原子％から約２５原子％の範囲の濃度の酸素及び/または窒素を含むことが好ましい。

【0050】

軟質、半軟質または半硬質の磁気記録層は、硬質磁気記録層の異方性よりも低い異方性を有することが好ましく、すなわち、好ましくは約６〜１２ｋＯｅの異方性と約１〜１５ｎｍの厚さとを有することが好ましく、また、磁気軟質材料を含むことが好ましく、そして、鉄合金、コバルト合金、鉄とニッケルの合金、鉄と窒素の合金、タンタルと炭素の合金、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎ、Ｔａ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＳｉＡｌ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、酸化物、窒化物、コバルト‐クロム‐プラチナ酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐タンタル酸化物、コバルト‐プラチナ‐チタン酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐チタン酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐アルミニウム酸化物、コバルト‐プラチナ‐シリコン酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ジルコニウム酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ハフニウム酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ニオブ酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐ホウ素酸化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐シリコン酸化物、コバルト‐プラチナ‐シリコン窒化物、コバルト‐プラチナ‐タングステン窒化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐タンタル窒化物、コバルト‐プラチナ‐タンタル窒化物、コバルト‐クロム‐プラチナ‐シリコン窒化物、または、これらの組み合わせを含んでいてもよい。

【0051】

適切な種層材料は、タンタル（Ｔａ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）及びプラチナ（Ｐｔ）を有している。中間層は、ルテニウム（Ｒｕ）、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏＣｒのようなＲｕ合金、及びＰｔ、モリブデン（Ｍｏ）、Ｔａ、ニオブ（Ｎｂ）、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）及びＲｕからなる群から選ばれた第３の元素をオプションとして含む非磁性コバルト−クロム（ＣｏＣｒ）を含んでいてもよい。中間層は続いて堆積される磁気層に結晶種層を提供する。保護外被は、炭素含有保護外被のような連続磁気層の上に形成することができ、潤滑層はその上に形成してもよい。ダイアモンド炭素外被と潤滑層は、頂部磁気記録層の表面に堆積されることが好ましい。

【0052】

以下は、一部の例と更に特定した構成を、本明細書における記載がどのように請求項に適用されるかについて制限しないで示し、記載するものである。

【0053】

図２は１つの例による磁気記録媒体の膜構造の例を示す。基板（１）は、磁気記録媒体に適した任意の基板とすることができ、好ましくはニッケル−リン・メッキのアルミニウムまたはアルミニウム合金またはガラス、セラミック、またはガラス−セラミック材料を含むことが好ましい。１つの実施例では、軟質の磁気下地層（ＳＵＬ）（２）は基板にスパッタリングされる。磁気下地層はクロムまたはクロム合金を含むことが好ましい。１つの実施例の中間層（ＩＬ）（単数または複数）（３）は、続いて堆積される磁気記録層において、磁気容易軸を膜平面に垂直にして、（例えば、｛０００２｝成長方向を持つ格子構造を備えた）ｈｃｐの成長を誘導するために結晶方向のベースを確立する。ＩＬ（３）も分離用のテンプレートを確立し、続いて堆積される磁気層での粒子分離を誘導するために、表面の荒さは大きいことが好ましい。記録性能を最適化するために、磁気記録層は、（粒子４ａと境界４ｂを含む）底部硬質磁気層（４）、（好ましくは粒状の）交換調整層（７）及び（底部硬質磁気層の異方性よりも低い異方性を持つ）頂部磁気層記録層（５）を含む３層以上の層を有することが好ましい。外被（６）は頂部磁気層（５）上に堆積され、炭素を有すことが好ましい。

【0054】

交換調整層（７）の好適な組成は、Ｃｏ−酸化物−Ｒｕ層、または、ＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜２５（ＴｉＯ_２）_４〜１２又はＣｏＣｒ_０〜２０Ｒｕ_２〜４０（ＳｉＯ_２）_２〜８を有している。ある実施例では、交換調整層（７）は低磁化を有しており、または組成に依っては非磁性である。この交換調整層は、約２００ｍｅｍｕ/ｃｃ以下の磁気モーメントを有することが好ましい。交換調整層（７）の酸化物含有量は、好ましくは粒状構造を提供し、これは連続構造体と比較してより小さな平面交換結合を有する。この粒状交換調整層（７）は、好ましくは粒状底部磁気層上で良好なエピタキシャル成長をなし、底部（４）及び頂部（５）の磁気層の磁気特性間において制御層として作用する。ＣｏＣｒ酸化物合金へのＲｕの添加によりこの合金の結晶構造が変化し、原子間隙の理想の軸比（ｃ/ａ）を減少し、それにより積層欠陥エネルギーを増加させ、ｆｃｃ ａ相に比較してｈｃｐ ｅ相を安定化させる。図２に、交換調整層（７）は硬質層の磁気柱状粒子（４ａ）を覆うように構成されたものとして示してあり、好ましくは、ボイド、酸化物、窒化物、非磁気材料、またはこれらの組み合わせを含む粒界（４ｂ）の上の交換調整層に間隙を含む。他の実施例では、交換調整層（７）は、硬質層（４）の両柱状粒子（４ａ）及び粒界（４ｂ）を完全に覆ってもよい。

【0055】

図３は、１５Åの交換調整層のある場合と無い場合のシータ−２シータＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを示す。１５Åの交換調整層をもつ媒体からの約４３．３°あたりのＣｏピークはより高い強度を有し、底部磁気層、交換調整層及び頂部磁気記録層の中でのより好ましいエピタキシャル成長を示している。

【0056】

図４は、１５Åの交換調整層のある場合とない場合の媒体の測定されたＫｅｒｒループを示す。磁気−光Ｋｅｒｒ効果（ＭＯＫＥ）の磁気測定により媒体のヒステリシス・ループが測定される。磁気材料の保磁力は、この場合には、ヒステリシス・ループまたは磁化曲線の測定により決定される。ヒステリシス測定用のデータを獲得するために使用される装置は、一般的には振動サンプル式または交番勾配型磁気計である。（磁化曲線と呼ばれる）データがゼロと交差するときの印加磁界が保磁力である。サンプル中に反強磁性固体が存在する場合、増減磁界で測定される保磁力は、交換バイアス効果の結果等しくない可能性がある。

【0057】

１５Åの交換調整層を備えた媒体のＫｅｒｒループのより低いＨ_ｃ及び大きな傾斜は、（硬質で好ましくは１つ以上の粒状層からなる）底部磁気層と、（軟質、半軟質または半硬質で好ましくは１つ以上の連続層からなる）磁気層との間の垂直交換結合と、エピタキシャル成長の改善と、積層欠陥の減少とに関連している。１５Åの交換調整層を持つ媒体は、交換調整層のない媒体と比較して小さなＳＦＤを有する。

【0058】

図５は、交換調整層の厚さの関数としてのＨＣＲ、残留核生成磁界（Ｈｎｒ）と残留磁気−厚さの積（Ｍｒｔ）（ｔを乗じたＭｒ）の応答を示す。

【0059】

約０から約４ｎｍまで交換調整層の厚さを変えることによって、垂直結合は、ＨＣＲの減少と書き易さの最適値の上方からＨＣＲの減少と書き易さの最適値の下方まで減少される。

【0060】

図５に示した例では、非常に強い結合値からより最適な結合値の方への、硬質層と低い異方性層との間の垂直結合の減少のために、ＨＣＲは、交換調整層（制御層）が０から約１５Åまで増大するに従って（約５７００〜５９００Ｏｅから約４０００〜４７００Ｏｅまで）かなり減少される。残留核生成磁界もまた、交換調整層が約１５Åの最適な厚さまで増加するに従って（約３１００〜３５００Ｏｅから約１０００Ｏｅ以下に）減少する。この最適な垂直交換結合は、閉路磁界においてかなりの減少となり、従って媒体の書き易さが改善される。この硬質層とより低い異方性層の組み合わせの場合、（この例では約１５Åより大きい）交換調整層（制御層）の厚さが最適値を超えて増加するに従って、垂直交換は余りにも弱くなり、そしてＨＣＲと閉路磁界は再び増大する。書き易さは、厚さが最適値を超えて増加するに従って対応的に劣化する。

【0061】

図６は、交換調整層の厚さの関数として規格化されたビット誤り率（ＢＥＲ）応答を示す。交換調整層なしの媒体と比較して、１２〜１５Åの厚さの交換調整層を持つ媒体はほぼ１ディケードのＢＥＲ利得を示す。連続交換調整層に比較して、この例の交換調整層は粒状であって、約０．３〜０．５ディケードのＢＥＲ利得を有している。このＢＥＲ利得は、よりよいエピタキシャル成長とより少ない積層欠陥によるＳＦＤの減少と、平面内交換結合の増大なしの書き易さの改善とから生じる。

【0062】

図７は、上記の説明による記録媒体を採用することができるディスク・ドライブ７００を示す。ディスク・ドライブ７００は、ハウジング・ベース７１２と頂部カバー・プレート７１４を有している。ハウジング・ベース７１２は、密封環境を形成してその内部要素を密封環境の外の要素による汚染から保護するためにカバー・プレート７１４と組み合わされている。図７に示したハウジング・ベースと頂部カバー・プレートの構成は当産業界では公知である。しかしながらハウジング要素の他の構成はしばしば使用され、そして本発明の態様はディスク・ドライブ・ハウジングの特定の構成により制限されるものではない。ディスク・ドライブ７００は、ディスク・クランプ７１８によりスピンドル・モータ（図示せず）上で回転するようにハブに取り付けられたディスク・パック７１６を更に有している。ディスク・パック７１６は、中心軸の周りに共に回転するように取り付けられた１つ以上の個々のディスクを含んでいる。各ディスク表面は、このディスク表面とやり取りするためにディスク・ドライブ７００に取り付けられた関連の読み取り/書き込みヘッド７２０を有している。図７に示した例では、読み取り/書き込みヘッド７２０は、アクチエータ７２６のヘッド取り付けアーム７２４に取り付けた湾曲部７２２により支持されている。図７に示したアクチエータは、回転移動コイル・アクチエータとして知られた種類のものであって、７２８で全体を示した音声コイル・モータを有している。音声コイル・モータ７２８は、経路７３２に沿って所望のデータ・トラック上に読み取り/書き込みヘッド７２０を配置するために、回転軸７３０の周りに、その取り付けた読み取り/書き込みヘッド７２０を持つアクチエータ７２６を回転する。

【0063】

図８は、上記の態様による記録媒体を形成することができる例示的な方法８００のステップを示す。方法８００は、基板上にＳＵＬを堆積し（８１０）、ＳＵＬに中間層を堆積し（８１５）、この中間層に第１の磁気記録層を堆積し（８２０）、この第１の磁気記録層に交換調整層を堆積し（８２５）、そして、この交換調整層に第２の磁気記録層を堆積する（８３０）ことを含む。

【0064】

本発明の他の実施例及び使用は、ここに開示した本発明の明細書及び実施を考慮すれば当業者に明らかとなろう。特定の例及び他の詳細は、図示及び説明のために提供したものであり、添付の請求項の範囲に対する限定の目的で提供したものではない。本願全体にわたり使用された用語「含んでいる」は、更に限定的な用語及び句「ほぼ成る」と「から成る」を含む。上に示した例の特定態様が別の例の特定態様と矛盾しない限り、これらの要素は、上の記述による他の実施例においても共に有用であろう。

【符号の説明】

【0065】

７００ ディスク・ドライヴ
７１２ ハウジング・ベース
７１４ トップ・カバー・プレート
７１６ ディスク・パック
７１８ ディスク・クランプ
７２０ 読取／書き込みヘッド
７２２ 湾曲部
７２４ ヘッド取り付けアーム
７２６ アクチュエータ
７２８ 音声コイル・モータ
７３０ 回転軸
７３２ 経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】