(57)【要約】【課題】飽和磁化Msを低く抑えながら高Kuを提供することが可能な磁性薄膜とその成膜方法、ならびにこの磁性薄膜を適用した各種デバイスを提供する。【解決手段】本発明の磁性薄膜は、L11型の原子の規則構造を有するCo-M-Pt合金（前記Mは単一若しくは複数のCo,Pt以外の金属元素を示す。）を含むものとし、例えば、前記Co-M-Pt合金は、Co-Ni-Pt合金であり、組成は、Coが１０〜３５（ａｔ％）、Niが２０〜５５（ａｔ％）、残部はPtとする。また、前記磁性薄膜は、垂直磁気記録媒体、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、ＭＥＭＳデバイス等において使用される磁性膜に適用する。【選択図】図４
2010034182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
L11型の原子の規則構造を有するCo-M-Pt合金（前記Mは単一若しくは複数のCo,Pt以外の金属元素を示す。）を含む磁性薄膜。
【請求項２】
L11型の原子の規則構造を有するCo-M-Pt合金（前記Mは単一若しくは複数のCo,Pt以外の金属元素を示す。）を主成分とする強磁性結晶粒とそれを取り囲む非磁性粒界とからなるグラニュラ構造を備える磁性薄膜。
【請求項３】
前記磁性薄膜の磁化容易軸が膜面に垂直に配向していることを特徴とする請求項１または２に記載の磁性薄膜。
【請求項４】
前記Co-M-Pt合金は、Co-Ni-Pt合金またはCo-Ni-M2-Pt（前記M2は単一若しくは複数のCo,Ni,Pt以外の金属元素を示す。）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜。
【請求項５】
前記Co-M-Pt合金は、Co-Ni-Pt合金であり、組成は、Coが１０〜３５（ａｔ％）、Niが２０〜５５（ａｔ％）、残部はPtであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜。
【請求項６】
前記Co-M-Pt合金は、Co-Fe-Pt合金またはCo-Fe-M3-Pt(前記M3は単一若しくは複数のCo,Fe,Pt以外の金属元素を示す。)であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜。
【請求項７】
基体上に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を成膜する方法であって、前記基体温度を１５０℃〜５００℃の範囲とし、成膜前の真空度が1×10-4Pa以下の高真空マグネトロンスパッタ法により形成することを特徴とする磁性薄膜の成膜方法。
【請求項８】
前記基体温度が２７０℃〜４００℃の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の磁性薄膜の成膜方法。
【請求項９】
前記真空度が7×10-7Pa以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の磁性薄膜の成膜方法。
【請求項１０】
基体上に、少なくとも磁性層を形成してなる垂直磁気記録媒体において、前記磁性層が請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）。
【請求項１２】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とする磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）。
【請求項１３】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁性薄膜とその成膜方法並びに磁性薄膜を応用したデバイスに関し、特に、L11型の原子の規則構造を有する合金を含む磁性薄膜とその成膜方法並びにその応用デバイスに関する。前記磁性薄膜の応用デバイスとしては、主に、垂直磁気記録媒体などの磁気記録媒体、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ；tunnel Magneto-Resistance）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ；Magnetoresistive Random Access Memory）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスであり、その他、公知の磁性薄膜を使用するデバイス等に対して、ニーズに応じて広く適用できる。
【背景技術】
【０００２】
前記磁性薄膜が使用される各種デバイスの内、磁気記録媒体、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、ＭＥＭＳデバイス等に関して、その概要を述べる。まず、磁気記録媒体に関して述べる。
【０００３】
ハードディスク、光磁気記録（ＭＯ）、磁気テープなどの磁気記録装置に用いられる磁気記録方式には、面内磁気記録方式と垂直磁気記録方式の２つの方式がある。ハードディスクに用いられる磁気記録方式は、長年、ディスク表面に対して水平に磁気記録を行う面内磁気記録方式が用いられていたが、２００５年頃から、より高い記録密度が可能となる、ディスク表面に対して垂直に磁気記録を行う垂直磁気記録方式が用いられており、そのため磁気記録媒体に垂直磁気記録媒体が用いられるようになっている。垂直磁気記録媒体については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、低ノイズ特性、熱安定性および書きこみ特性に優れ、高密度記録が可能であって、低コスト化を図った垂直磁気記録媒体の一例が開示されている。
【０００４】
図１および２は、前記特許文献１に開示された垂直磁気記録媒体の構成の一例であり、図１に示す垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に下地層３、磁性層４及び保護層５が順に形成された構造を有する。図２に示す垂直磁気記録媒体は、下地層３と非磁性基体１との間に、下地層３の結晶配向性や結晶粒径の制御の目的でシード層２を設けた構成を示す。
【０００５】
また、基体と垂直磁性層との間に軟磁性層を設けた垂直二層媒体も知られており、図１においては、非磁性基体１と下地層３との間に、図２においては、非磁性基体１とシード層２の間に、軟磁性層を設けることが可能である。
【０００６】
垂直磁気記録媒体の磁気記録層（磁性層）用材料としては、現在、主にCoPt系合金結晶質膜が使用されており、垂直磁気記録に用いるために、六方最密充填(hcp)構造をもつCoPt系合金のc軸が膜面に垂直（c面が膜面に平行）になるように結晶配向を制御している。
【０００７】
また、磁性層構造制御の一方式として、一般にグラニュラ磁性層と呼ばれる、強磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ構造をもつ磁性層が、垂直磁気記録媒体において提案されている。このようなグラニュラ磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が強磁性粒子を物理的に分離するため、強磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られると考えられている。
【０００８】
また、垂直磁気記録媒体のさらなる高記録密度化をめざし、隣接するトラックの磁気的な影響を減らすため、トラック間に溝を設けたディスクリートトラック媒体（ＤＴＭ；discrete track media）の開発や、磁性粒子１つにつき１ビットの記録を可能とするため、磁性粒子が人工的に規則正しく並べられたビットパターンド媒体（ＢＰＭ；bit patterned media）の開発も盛んに行われている。
【０００９】
さらには、高い保磁力を有する磁性膜に記録することを可能とするため、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ；Heat-Assisted Magnetic Recording、ＴＡＭＲ；Thermal Assist Magnetic Recording）といった記録方式も研究されており、この記録方式に対応する磁気記録媒体の研究もなされている。
【００１０】
次に、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）等について述べる。フラッシュメモリ、DRAMなど従来のメモリがメモリセル内の電子を用いて記録を行っているのに対し、ＭＲＡＭは記憶媒体にハードディスクなどと同じ磁性体を用いたメモリ技術である。図３は、その模式的構成を示す（出典：「スピン注入磁化反転の現状と課題」、「まてりあ  Vol.42 No.9」、2003年9月20日、屋上公二郎他著、社団法人日本金属学会発行、646頁  図10）。ＭＲＡＭは、アドレスアクセスタイムが10ns台、サイクルタイムが20ns台とDRAMの5倍程度でSRAM並み高速な読み書きが可能である。また、フラッシュメモリの10分の1程度の低消費電力、高集積性が可能などの長所がある。
【００１１】
ＭＲＡＭは、図３（ａ）に示すように、原子数個程度の厚さの絶縁体薄膜を２層の磁性体薄膜で挟み、片側の磁性体薄膜の磁化方向をもう片側に対し変化させることで抵抗値が変化する「TMR効果」を応用している。即ち、図３（ｂ）に示すように、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）が使用される。
【００１２】
また、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）としては、反強磁性薄膜上に強磁性薄膜を設けた構造を有するものもある。このような構造を有するトンネル磁気抵抗素子は、例えば特許文献９の図５に開示されている。さらに、特許文献９の図４には、スピンバルブ型磁気抵抗素子も開示されており、この場合も、上記トンネル磁気抵抗素子と同様に、反強磁性薄膜上に強磁性薄膜を設けた構造を有している。
【００１３】
次に、ＭＥＭＳデバイスについて述べる。ＭＥＭＳは、機械要素部品、センサー、アクチュエータ、電子回路を一つのシリコン基板、ガラス基板、有機材料などの上に集積化したデバイスを指す。技術応用例としては、プロジェクタの光学素子の一種DMD（Digital Micromirror Device）や、インクジェットプリンタのヘッド部にある微小ノズル、圧力センサー、加速度センサー、流量センサーなどの各種のセンサーなどがある。今後は製造業はもとより、医療分野などでも応用が期待されている。上記ＭＥＭＳデバイスにおいては、一部に磁性薄膜が使用されている。
【００１４】
ところで、前述のような各種デバイスにおいては、磁性薄膜の磁気特性の向上が望まれており、大きなKu：一軸磁気異方性を有する垂直磁化膜の開発は、今後の記録媒体やメモリの大容量化・高密度化に必須である。特に、垂直磁気記録媒体では、ECC（exchange coupled composite）、ハード/ソフト・スタック、Exchange Springなどの、ハード層とソフト層を重ねた構造の粒子あるいはドットを有する磁気記録層が、将来の高密度磁気記録媒体の磁気記録層として提案されている。しかし、これらの媒体の特性を充分に発揮させ、高い熱安定性と優れた飽和記録特性を実現するためには、107erg/cm3台のKu：一軸磁気異方性を有する垂直磁化膜をハード膜として用いる必要がある。一方、将来の高密度メモリとして期待させているスピン注入磁化反転型のMRAMでも、107erg/cm3台の大きなKu：一軸磁気異方性を有する垂直磁化膜を用いることで、大容量化を実現する研究がなされている。
【００１５】
なお、上記において、Ku値の単位をerg/cm3の単位で表記したが、これをＳＩ単位に変換する場合には、erg/cm3＝１０-1J/m3により換算すればよい。また、後述する飽和磁化の単位emu/cm3をＳＩ単位に変換する場合には、１emu/cm3＝103A/mにより換算すればよい。
【００１６】
前述のような大きなKuを有する垂直磁化膜として、非特許文献１に、Co-PtのL11型規則合金膜が開示されている。また、非特許文献２および特許文献８には、Fe-PtのL10型規則合金膜が開示されている。さらに、Fe-Pt規則合金、Fe-Pd規則合金やCo-Pt規則合金などのL10型規則合金およびこれを磁性層として用いた磁気記録媒体が、特許文献２、３、４、５、６、７に記載されている。
【００１７】
特に、前記非特許文献１に記載されたCo-PtのL11型規則合金膜は規則度を上げることで更に大きなKuが期待できる。
【００１８】
しかしながら、垂直磁気記録媒体などに応用するには、大きなKu：一軸磁気異方性を有するだけでなく、飽和磁化：Msも適切な値に制御する必要がある。これに関しては、例えば非特許文献３に詳述されている。非特許文献３の第180頁の左欄には、Fig.３およびFig.４に基づいて、「飽和磁化Msの値は、３００〜７００emu/cm3の領域が熱安定性がよく、熱擾乱による保磁力の低減を考慮しない場合でも、磁化曲線の角型比を１に維持するためには、飽和磁化Msは６００emu/cm3以下である必要がある」旨、記載されている。
【００１９】
即ち、各種デバイスに使用される磁性薄膜は、目的に応じて、飽和磁化：Msを低く抑えながら高Ku：一軸磁気異方性が得られることが必要である。
【特許文献１】特開２００６−８５８２５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８１２９号公報
【特許文献３】特開２００３−１７３５１１号公報
【特許文献４】特開２００２−２１６３３０号公報
【特許文献５】特開２００４−３１１６０７号公報
【特許文献６】特開２００１−１０１６４５号公報
【特許文献７】国際公開ＷＯ２００４／０３４３８５号再公表公報
【特許文献８】特開２００４−３１１９２５号公報
【特許文献９】特開２００５−３３３１０６号公報
【非特許文献１】H. Sato, et al., "Fabrication of L11 type Co-Pt ordered alloy films by sputter deposition", J. Appl. Phys.,103, 07E114(2008)
【非特許文献２】S. Okamoto et al., "Chemical-order-dependent magnetic anisotropy and exchange stiffness constant of FePt (001) epitaxial films", Phys.Rev.B, 66, 024413(2002)
【非特許文献３】Y. Inaba, et al., "Magnetic Properties of Hard/Soft-Stacked Perpendicular Media Having Very Thin Soft Layers with a High Saturation Magnetization" .,J. Magn. Soc. Jpn., 31, 178(2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、本発明の課題は、飽和磁化：Msを低く抑えながら高Ku：一軸磁気異方性を提供することが可能な磁性薄膜とその成膜方法、ならびにこの磁性薄膜を適用した各種デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題は、以下により達成される。即ち、本発明の磁性薄膜は、L11型の原子の規則構造を有するCo-M-Pt合金（前記Mは単一若しくは複数のCo,Pt以外の金属元素を示す。）を含むことを特徴とする（請求項１）。
【００２２】
また、本発明の磁性薄膜は、L11型の原子の規則構造を有するCo-M-Pt合金（前記Mは単一若しくは複数のCo,Pt以外の金属元素を示す。）を主成分とする強磁性結晶粒とそれを取り囲む非磁性粒界とからなるグラニュラ構造を備えることを特徴とする（請求項２）。
【００２３】
さらに、前記請求項１または２に記載の磁性薄膜は、磁性薄膜の磁化容易軸が膜面に垂直に配向していることを特徴とする（請求項３）。
【００２４】
また、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜において、前記Co-M-Pt合金は、Co-Ni-Pt合金またはCo-Ni-M2-Pt（前記M2は単一若しくは複数のCo,Ni,Pt以外の金属元素を示す。）であることが好ましい（請求項４）。
【００２５】
さらに、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜において、前記Co-M-Pt合金は、Co-Ni-Pt合金であり、組成は、Coが１０〜３５（ａｔ％）、Niが２０〜５５（ａｔ％）、残部はPtであることが好ましい（請求項５）。
【００２６】
さらまた、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁性薄膜において、前記Co-M-Pt合金は、Co-Fe-Pt合金またはCo-Fe-M3-Pt(前記M3は単一若しくは複数のCo,Fe,Pt以外の金属元素を示す。)とすることもできる（請求項６）。
【００２７】
次に、磁性薄膜の成膜方法の発明としては、下記の発明が好ましい。即ち、基体上に、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を成膜する方法であって、前記基体温度を１５０℃〜５００℃の範囲とし、成膜前の真空度が1×10-4Pa以下の高真空マグネトロンスパッタ法により形成することを特徴とする（請求項７）。
【００２８】
また、上記請求項７に記載の磁性薄膜の成膜方法において、前記基体温度が２７０℃〜４００℃の範囲であることが好ましい（請求項８）。
【００２９】
さらに、前記請求項７または８に記載の磁性薄膜の成膜方法において、前記真空度が7×10-7Pa以下であることが好ましい（請求項９）。
【００３０】
次に、各種デバイスの発明としては、下記の発明が好ましい。即ち、基体上に、少なくとも磁性層を形成してなる垂直磁気記録媒体において、前記磁性層が前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜であることを特徴とする垂直磁気記録媒体（請求項１０）。
【００３１】
また、前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗素子（請求項１１）。さらに、前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とする磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（請求項１２）。さらにまた、前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁性薄膜を備えたことを特徴とするＭＥＭＳデバイス（請求項１３）。
【００３２】
次に、L11型の原子の規則構造と、この構造を有する合金の磁性薄膜の概要と利点、この磁性薄膜の作製方法の概要等について、Co-Ni-Pt合金を例として、以下に述べる。Co-Fe-Pt合金でも、一部、特性傾向の相違はあるものの、この発明の技術思想の観点から、同様のことが言える。
【００３３】
L11型構造とは、fcc構造を基本とする結晶構造であるが、その原子位置に周期性を有する。具体的には、原子最密面である(111)面が、(Co-Ni)を主成分とする原子面と、Ptを主成分とする原子面で、１原子層ずつ交互に積層された構造である。例えば、(Co-Ni)50Pt50組成で、完全に規則化した、即ち、原子が理想的な位置に納まったL11型構造とは、Co-Niだけで構成された原子面と、Ptだけで構成された原子面が、１原子層ずつ交互に積層された構造を言う。実際には、このような理想的な構造を得るのは無理であるが、規則度Sを、化学量論的な原子存在比を考慮して理論的に実現可能な規則度の最大値Smaxで規格化したS/Smaxをできるだけ大きくすることが望ましい。
【００３４】
次に、L11型Co-Ni-Pt薄膜の概要と利点について述べる。
１）このL11型Co-Ni-Pt膜は大きな一軸磁気異方性Kｕを有するが、高Kｕを持つことで一般に広く注目されているL10型Fe-Pt規則化合金膜よりも、以下の点で優れている。
【００３５】
（１）原子配置の規則度を上げていくと、L10型Fe-Pt規則化合金膜よりも、大きなKｕが得られる。
【００３６】
（２）150〜500℃、より好ましくは270〜400℃の比較的低い基体温度で形成することが可能である。公知のL10型Fe-Ptは600℃程度が必要である。
【００３７】
（３）結晶配向性、即ち、磁化容易軸である<111>軸の垂直配向の制御性に優れている。
２）また、L11型Co-Ni-Pt膜のKu，ならびに，飽和磁化Msは、いずれも、組成に依存して変化するため、組成の調整により、Ku及びMsの制御が可能である。特に、詳細は後述するが、CoをNiで置換することで、Co-Pt二元よりも、Msを低く抑えながら高Ku化が実現できる。即ち、二元合金で同じMsとなる組成と比較してKuが高くできる領域が存在する。また、Co-Pt二元よりも、低Pt濃度で、同様な特性が実現できる。
【００３８】
次に、磁性薄膜の作製方法について述べる。
【００３９】
前記本発明の磁性薄膜超高真空マグネトロンスパッタ法により形成できるが、超高真空であることが、規則度の高いL11型構造を得る上で重要である。少なくとも真空性能の悪い装置では作製できない。例えば、基板にMgO(111)単結晶基板を用いることで磁化容易軸である<111>軸が膜面に垂直に配向した単結晶膜が得られる。また、ガラスディスク、熱酸化膜つきSi基板等の平滑性の良い基板を用いることで、磁化容易軸である<111>軸が膜面に垂直に配向した多結晶膜が得られる。さらに、単結晶膜および多結晶膜のいずれの場合も、RuあるいはPtの下地層を用いることが好ましい。また、基体温度は、360℃程度が最も規則度が高いものが得られる。形成されたL11型構造は、特に400℃近い温度までは安定であり、特殊な場合を除き、実用上の熱安定性に優れている。
【発明の効果】
【００４０】
この発明によれば、飽和磁化：Msを低く抑えながら高Ku：一軸磁気異方性を提供することが可能な磁性薄膜とその成膜方法、ならびにこの磁性薄膜を適用した、ニーズに応じて好適な各種デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に、この発明の実施形態について述べる。まず、L11型の原子の規則構造を有するCo-Ni-Pt合金およびCo-Fe-Pt合金の磁性薄膜の実施例について、図４〜図８に基づいて述べる。
【００４２】
図４は、この発明の実施例に係るL11-Co-Ni-Pt垂直磁化膜のKuおよびMsの組成依存性を示す図であり、Co-Ni-Ptの各組成（at%）を三元メッシュで示し、垂直磁化膜は、基板温度360℃でMgO(111)基板上に形成した場合を示す。図４の右下方において、Phase boundaryと表記した比較的細い破線よりも左側にある広い領域で、L11型の構造を実現することができる。前記破線よりも右側の狭い領域は、m-D019型と呼ばれる、L11型とは異なった構造が作製される。
【００４３】
また、図４において、○印で示した各点には、Ku値を付記し、その等値線を太い実線で示した。また、Msの等値線を太長の破線で示した。さらに、図中、楕円状に太い破線で記載した領域は、Co-Pt二元よりも、Mｓを低く抑えながら高Kｕ化が実現できる好適な領域を示す。なお、成膜条件の改善等で規則度を向上させると、さらにこの領域は拡大する。また、当該領域は、Co-Pt二元に比較して、少ないPt量で、同様な磁気特性が実現できる点が利点となる。
【００４４】
上記好適な領域は、前記請求項５に記載のとおり、組成は、概ね、Coが１０〜３５（ａｔ％）、Niが２０〜５５（ａｔ％）、残部はPtである。そして、この組成の場合、Kuの値は、概ね１〜２．２×107erg/cm3、若干広くみて、１〜２．５×107erg/cm3であり、Mｓの値は、概ね４００〜８００emu/cm3である。
【００４５】
図５は、前記図４の実施例に関わり、理解の容易化のために、Msの組成依存性とKuの組成依存性とを分解して示した図であり、（ａ）図はMｓの等値線を太い実線で示した図、（ｂ）図はKuの等値線を太い実線で示した図である。
【００４６】
次に、図６および図７について述べる。図６は、この発明のCo-Ni-Pt合金およびCo-Fe-Pt合金の磁性薄膜の実施例に係り、複数種の組成に関して、Kuと、Ni（またはFe量）量ｘとの関係を示した図であり、図７は、Mｓと、Ni（またはFe量）量ｘとの関係を示した図である。
【００４７】
図６および図７に示すL11型規則合金は、超高真空（UHV：Ultra High Vacuum）用のDCマグネトロンスパッタ装置(ANELVA, E8001)により作製した。成膜を始める前の到達真空度は7×10-7Pa以下である。スパッタリングには、不純物濃度が2〜3ppbの超高純度ガスを用いた。基板には、MgO(111)単結晶基板を用いた。Co-M-Pt合金（Co-Ni-Pt合金またはCo-Fe-Pt合金）と基板との間には、Pt下地層を設け、Co-M-Pt合金の上にはPtキャップ層を設けた。前記Pt下地層、Co-M-Pt合金層、Ptキャップ層の膜厚は、それぞれ、20nm、10nm、2nmとした。
【００４８】
Co-M-Pt合金層の成膜時の基板温度は、360℃または390℃とし、図６および図７の上部に示すCo-M-Pt合金の各組成の末尾に、それぞれ、360または390と表記した。Co-M-Pt合金層は同時スパッタ法にて形成し、Co、Ni（またはFe）およびPtの各成膜速度は、組成および成膜条件に依存し、1.4〜4.7nm/minとした。
【００４９】
L11型規則構造の確認は、後述するX線回折パターンに超格子回折線を観測することで行なった。また、Ｍｓ：飽和磁化は、試料振動型磁力計（ＶＳＭ；Vibrating Sample Magnetometer）により求めた。Ku：一軸磁気異方性はGST（Generalized Sucksmith-Thompson）法によって求めた。なお、Kuは、トルク磁力計によっても求めることが可能である。
【００５０】
図６によれば、図６で示した範囲にてCoをNi（またはFe）で置換しても、Kuは約107erg/cm3以上の大きな値を維持していることがわかる。また、図７によれば、CoをNi（またはFe）で置換しても、Msを約400〜1200emu/cm3と広範囲にわたり変化させることができることがわかる。
【００５１】
なお、図６および図７に示す実施例においては、CoをNi（またはFe）で置換する割合が大きくなる程、KuおよびMsの値が、概ね低下する傾向を示し、Co-Fe-Pt合金のMsの値は、Feの割合が大きくなっても殆ど変化しない傾向を示している。しかしながら、図４または図５の三元メッシュの実施例の結果によれば、かならずしも、上記のような傾向にはならず、組成によって異なった傾向を示す。いずれにせよ、前記図４〜７の実施例によれば、組成の調整により、Ku及びMsの制御が可能であることが明らかである。
【００５２】
次に、図８について述べる。図８は、MgO(111)基板上に形成した(Co100-XNiX)50Pt50組成におけるX線回折パターンのNi量Xに対する依存性を示す図であり、基板温度を360℃に設定し、薄膜の下地層にPtを用いた例である。
【００５３】
いずれも最密面からの回折線のみが観察され、最密面が膜面に平行に配向していることがわかる。また、二原子層毎の原子の周期性に起因したL11-(111)面及びL11-(333)面の回折線が観察されており、L11型の規則化構造が実現されている。いずれの薄膜も、膜面垂直方向（<111>方向）に磁化容易軸を持つ高Kuを有しており、L11型への規則化を裏付けている。L11型が形成されない場合、当該組成域における結晶構造はfccとなるため、その磁気異方性は一軸性ではなく、その絶対値は1×106 erg/cm3以下の値であることが容易に推察できる。なお、厳密には、L11型の原子配列の規則化により膜面垂直方向の面間隔が若干縮み基本単位が斜方面体構造となるが、ここでは混乱を避けるため立方晶を基準とした指数付けで表記している。
【００５４】
次に、磁性薄膜の適用デバイスの実施形態について述べる。前記磁性薄膜は、前記背景技術の項で述べた垂直磁気記録媒体、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、ＭＥＭＳデバイス等において使用される磁性薄膜に使用することにより、デバイスのニーズに応じた好適なデバイスが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の模式的断面図。
【図２】この発明の図１とは異なる実施形態に係る垂直磁気記録媒体の模式的断面図。
【図３】この発明の実施形態に係るトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）を備えた磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）の模式的構成を示す図。
【図４】この発明の実施例に係るL11-Co-Ni-Pt垂直磁化膜のKuおよびMsの組成依存性を示す図。
【図５】図４の実施例に関わり、Msの組成依存性（ａ）とKuの組成依存性（ｂ）とを分けて示した図。
【図６】この発明のCo-Ni-Pt合金およびCo-Fe-Pt合金の磁性薄膜の実施例に係り、複数種の組成に関して、KuとNi（またはFe量）量ｘとの関係を示した図。
【図７】この発明のCo-Ni-Pt合金およびCo-Fe-Pt合金の磁性薄膜の実施例に係り、複数種の組成に関して、MsとNi（またはFe量）量ｘとの関係を示した図。
【図８】この発明に関わり、MgO(111)基板上に形成した(Co100-XNiX)50Pt50組成におけるX線回折パターンのNi量Xに対する依存性を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１    非磁性基体
２    シード層
３    下地層
４    磁性層
５    保護層
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図３】
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【図７】
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