(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層体であって、
結晶配向中間層と、
前記中間層上に配設される磁気ゼロ層とを備え、前記磁気ゼロ層は、非磁性であり、かつ非磁性分離体によって分離される非磁性粒子を含み、さらに
前記磁気ゼロ層上に配設される磁気記録層を備え、前記磁気記録層は非磁性分離体によって分離される強磁性粒子を含み、前記中間層と前記磁気記録層との間の格子不整合は４％未満である、積層体。
【請求項２】
前記結晶配向中間層と前記磁気記録層との間の結晶ロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ）の差は０．３５度未満である、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記磁気ゼロ層は、前記磁気記録層と同じ元素を異なる割合で含む、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記磁気ゼロ層の厚みは２５Å未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項５】
前記磁気記録層は、前記磁気ゼロ層に隣接する第１の磁性層と、交換遮断層によって前記第１の磁性層から離される第２の磁性層とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項６】
前記磁気ゼロ層の前記粒子は、ＨＣＰ結晶構造および（０００１）成長方向を有する柱状粒子である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項７】
前記磁気ゼロ層はＰｔおよびＲｕのうち１つ以上を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項８】
前記磁気ゼロ層は、Ｃｒ含有量が３０原子％未満であるＣｏＣｒ合金を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項９】
前記磁気ゼロ層は前記磁気記録層と同じ元素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項１０】
前記磁気ゼロ層の前記非磁性分離体の体積パーセントは、前記磁気記録層の前記非磁性分離体の体積パーセントよりも大きい、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項１１】
積層体を作製する方法であって、
結晶配向中間層を堆積することと、
前記結晶配向中間層の上に磁気ゼロ層を堆積することとを備え、前記磁気ゼロ層は、非磁性であり、かつ非磁性分離体によって分離される非磁性粒子を含み、さらに
前記磁気ゼロ層の上に磁気記録層を堆積することを備え、前記磁気記録層は、非磁性分離体によって分離される強磁性粒子を含み、前記中間層と前記磁性層との間の格子不整合は４％未満である、方法。
【請求項１２】
前記磁気ゼロ層を堆積することは、酸化物を備える分離体によって分離される、ＣｏＣｒと、ＰｔおよびＲｕのうち１つ以上とを備える粒子を堆積することを含み、
前記磁気記録層を堆積することは、前記酸化物を含む分離体によって分離される、Ｃｏ合金を含む粒子を堆積することを含み、前記磁気ゼロ層は前記磁気記録層よりも高い堆積百分率の前記酸化物を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記結晶配向中間層を堆積することは、８０ｍＴｏｒｒ未満の圧力でスパッタリングすることを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記磁気ゼロ層の厚みは２５Å未満である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記結晶配向中間層と前記磁気記録層との間の結晶ロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ）の差は０．３５度未満である、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記磁気ゼロ層は、Ｃｒ含有量が３０原子％未満であるＣｏＣｒ合金を含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記磁気記録層を堆積することは複数ステップのスパッタリング工程を含み、前記複数ステップのスパッタリング工程では、スパッタリング圧力、スパッタリング酸素ガス含有量およびスパッタリングバイアス電圧の少なくとも一つが変更される、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記磁気ゼロ層は前記磁気記録層と同じ元素を含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁気ゼロ層の前記非磁性分離体の体積パーセントは、前記磁気記録層の前記非磁性分離体の体積パーセントよりも大きい、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
概要
積層体は、結晶配向中間層と磁性層との間に介在する磁気ゼロ層を含む。磁気ゼロ層は、非磁性であるか、または飽和磁束密度が低い磁性層（たとえばＢSが約１００ｅｍｕ／ｃｃ未満の層）であり、かつ非磁性分離体によって分離される粒子を備える。磁性層は、非磁性分離体によって分離される強磁性粒子を含む。磁気ゼロ層にわたる、中間層と磁性層との間の格子不整合は約４％未満である。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】例示的な磁性積層体の概念図である。
【図２】複数の磁気記録層と複数の中間層とを含む例示的な磁性積層体の概念図である。
【図３】磁気積層体を作製するための例示的な技術を図示するフロー図である。
【図４ａ】さまざまな例示的な積層体について、磁気ゼロ層の厚みに対する磁気保磁力（Ｈc）の変化を図示するグラフの図である。
【図４ｂ】さまざまな例示的な積層体について、磁気ゼロ層の厚みに対する磁気保磁力と核生成磁界とのデルタ（Ｈc−Ｈn）の変化を図示するグラフの図である。
【図５】さまざまな例示的な積層体について、磁気ゼロ層の厚みに対する、中間層の（００２）Ｒｕと磁性層の（００２）Ｃｏとの間の格子不整合の変化を図示するグラフの図である。
【図６】さまざまな例示的な積層体について、磁気ゼロ層の厚みに対する、中間層の（００２）Ｒｕと磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間の結晶ロッキングカーブのＦＷＨＭ（半値幅）の差を図示するグラフの図である。
【図７ａ】さまざまな例示的な記録積層体について、Ｒｕ中間層を形成するのに用いるスパッタリング圧力に対する磁気保磁力（Ｈc）を示すグラフの図である。
【図７ｂ】さまざまな例示的な記録積層体について、Ｒｕ中間層を形成するのに用いるスパッタリング圧力に対する磁気保磁力と核生成界とのデルタ（Ｈc−Ｈn）を示すグラフの図である。
【図８】Ｒｕ中間層を形成するのに用いるさまざまなスパッタリング圧力における例示的な積層体のアルファの値を図示するグラフの図である。
【図９ａ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての磁心幅を図示するグラフの図である。
【図９ｂ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての磁気書込幅を図示するグラフの図である。
【図１０ａ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についてのトラック上ビットエラーレートを図示するグラフの図である。
【図１０ｂ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についてのスクイズドトラック外れビットエラーレートを図示するグラフの図である。
【図１１】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての、トラックピッチによって規格化されたトラック上ビットエラーレートを図示するグラフの図である。
【図１２】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての媒体信号対ノイズ比を図示するグラフの図である。
【図１３ａ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての、算出された面密度能力（ＡＤＣ  ｃａｌ）を図示するグラフの図である。
【図１３ｂ】さまざまな種類の例示的な磁気記録媒体についての、測定された面密度能力を図示するグラフの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
詳細な説明
一般的に、本開示は、結晶配向中間層と酸化物などの非磁性材料によって分離される磁性粒子を有する粒子磁性層との間に介在する（本明細書中では「磁気ゼロ」層と称される）層を含む積層体に関する。いくつかの場合、磁気ゼロ層は、非磁性層であるか、または磁気データ記憶装置に用いる垂直磁気記録媒体の一部を形成する飽和磁束密度（ＢS）が低い磁性層である。結晶配向中間層と磁気記録層との間に磁気ゼロ層を含むことにより、磁気記録媒体を形成する積層体の記録性および／もしくは信頼性を高めることができ、ならびに／または磁気記録媒体を製作するのに用いる工程を改良することができる。たとえば、そのような磁気ゼロ層を含まない実質的に同様の積層体と比較して、磁気ゼロ層を含むことにより、磁性層の磁気保磁力（Ｈc）を増大させたり、たとえば磁性層の磁気保磁力と核生成磁界との間の差（Ｈc−Ｈn）またはアルファパラメータの増大が示すように磁性層の磁気交換減結合を増大させたり、磁性層中の交換減結合の均一性を増大させたり、媒体のビットエラーレート（ＢＥＲ）を減少させたり、媒体の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を増大させたり、媒体の面記録密度を増大させたり、および／または磁気記録媒体の他の性質を改良したりすることがある。
【０００４】
いくつかの例では、磁気ゼロ層は、結晶中間層と磁気記録層との間のエピタキシャル成長軸が磁気ゼロ層にわたって実質的に維持されるようにする。いくつかの場合、磁気ゼロ層を用いることにより、中間層と磁気記録層との間にコヒーレントな界面を維持できるようになる。コヒーレントな界面は、結晶中間層と磁性層との間の格子が弾性応力によって実質的に化学量論的配置（実質的に１対１の整合モード）に維持されることを意味する。界面がコヒーレントでない場合、格子は非化学量論的配置（非１対１の整合モード）に変化して弾性応力が解放される。本明細書中で論じるいくつかの例では、コヒーレントな界面は、中間層と磁性層との間の格子定数の不整合が約４％未満の場合に維持される。
【０００５】
磁気ゼロ層を含むことにより、磁気記録媒体の１つ以上の層の堆積圧力を、磁気ゼロ層の形成を含まない堆積工程と比較して低くできるようにしてもよい。より低圧の工程と関連して磁気ゼロ層を含むことにより、磁気ゼロ層が存在しない場合のより高圧の工程を用いて形成する磁気媒体と比較して、磁気記録媒体の磁気記録性を維持する、最適化する、または実質的に損なわないようにすることができることがある。たとえば、中間層と磁気記録層との間に磁気ゼロ層を含むことにより、結晶中間層が、磁気ゼロ層のない実質的に同様の媒体と比較して、より優れた磁気記録性を提供しつつ、相対的に低いスパッタリング圧力でのスパッタリングによって堆積されるようにしてもよい。たとえば、磁気ゼロ層は、交換減結合の増大および／または磁気記録層の交換減結合の均一性の増大を与えてもよく、中間層は、非最適レベルおよび／または交換減結合の非均一性および／または磁気ゼロ層が存在しない場合の磁気記録層の他の劣った性質を典型的に伴うであろうより低いスパッタリング圧力でのスパッタリングで堆積されてもよい。
【０００６】
本開示は磁気データ記憶装置のための垂直磁気記録媒体などの磁気記録媒体について主に記載するが、本明細書中に記載する磁性層構造はそのような適用例に限定されるものではなく、他の適用例でも利用されてもよい。たとえば、本明細書中に記載の磁性層構造を、磁気センサまたは磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）で利用してもよい。本明細書中に記載の磁気ゼロ層を組入れる磁気媒体を、たとえば熱アシスト磁気記録で利用してもよい。
【０００７】
図１は、結晶配向中間層１３０と磁気記録層１５０との間に介在する磁気ゼロ層１４０を含む磁気記録媒体１００を図示する概略ブロック図である。図１の例に図示するように、磁気記録媒体１００は、基板１１０、１つ以上の軟磁性下地層（ＳＵＬ）１２０、結晶配向中間層１３０、磁気ゼロ層１４０、硬磁性記録層１５０、および保護被覆層１６０から順次構成してもよい。
【０００８】
磁気記録媒体１００の磁性層１５０は、粒界において非磁性分離体材料で囲まれる磁性粒子を含んでもよい。磁性層の交換減結合の量は磁性粒子の分離に関連する。たとえば、いくつかの実現例では、磁性層１５０の磁性粒子は磁性ＣｏまたはＣｏＣｒ合金を備えてもよく、非磁性分離体は酸化物を備えてもよい。
【０００９】
磁気記録媒体の磁性層における磁気交換減結合の制御は、媒体の動的記録性能の要因である可能性があり、たとえば、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、面記録密度、および／または他の記録性能パラメータの観点でこれを測定してもよい。交換減結合された磁性層は、たとえば酸化物である非磁性分離体によって分離される柱状磁性粒子の成長に影響を及ぼす物理的および／または化学的スパッタリング技術によって形成されてもよい。
【００１０】
たとえば、柱状磁性粒子を備える磁性層の形成を、高圧スパッタリング堆積の間に起こる陰影効果によって容易化することができる。スパッタリング陰影効果は、柱状磁性粒子の分離、および粒子同士の間の非磁性分離体の配列を容易にする。
【００１１】
まず、高スパッタリング圧力（たとえば２０から２００ｍＴｏｒｒ）でのスパッタリングによって磁性層下方の結晶中間層を堆積して、結晶柱状粒子構造を有する中間層を形成してもよい。高スパッタリング圧力（たとえば２０から２００ｍＴｏｒｒ）を用いたスパッタリングによって磁気記録層を柱状結晶中間層上に堆積して、磁性層の磁性柱状粒子を形成してもよい。磁性層中の磁性粒子の酸化物分離は、反応性酸素スパッタリングによっておよび／またはスパッタリングターゲット中に酸化物を組入れることによって達成してもよい。
【００１２】
本明細書中に与えるさまざまな例に従うと、結晶中間層と磁性層との間に磁気ゼロ層を配設してもよい。磁気ゼロ層は、磁性層中に存在する交換減結合の量および／または磁性層の交換減結合均一性に影響する可能性がある。上述の技術および磁気記録層内の交換減結合に影響を及ぼすための他の技術に加えてまたはその代わりに、磁気ゼロ層を用いてもよい。
【００１３】
いくつかの事例では、たとえば結晶中間層の柱状粒子構造を形成するより高圧のスパッタリング技術を用いることは最適でない。なぜなら、これは、再堆積面積、Ａｒガスの組入れ、ブリスタ形成、劣った機械的性能、腐食の問題、および／または他の効果のために、生産歩留まりがより低くなってしまう結果となる可能性があるからである。
【００１４】
いくつかの場合、磁気ゼロ層を組入れることにより、たとえば結晶中間層のための低減された堆積圧力を含む堆積工程を可能にしてもよい。いくつかの場合、これらの減圧工程で形成する磁気媒体は、より高い堆積圧力で形成する媒体の磁気記録性と比較して、改良された記録性を与えることがある。いくつかの場合、減圧工程で形成する磁気媒体の磁性は、より高い堆積圧力で形成する媒体の磁気記録性と比較して、実質的に同様であるかまたは実質的に劣らない記録性を維持することがある。
【００１５】
相対的に高い酸化物含有量を用いて反応性スパッタリングによって磁性層中に酸化物で分離された粒子を形成すると、その結果、たとえば、粒子汚染、ブリスタ形成、急な性能勾配、およびスパッタアークによって生産歩留まりがより低くなってしまう可能性がある。高圧および／または高酸化物含有量は膜の密度および結晶質コア充填率を減少させる可能性があり、その両者とも、記録出力信号およびＢＥＲ、信頼性、ならびに／または他の記録性にマイナスの影響を与える可能性がある。磁気ゼロ層を組入れることにより、磁気ゼロ層を含まない磁気記録媒体の磁性層と比較して、低減された酸化物含有量を用いた磁性層の堆積を可能にすることができる。
【００１６】
図２は例示的な磁気記録媒体２００を図示する概略ブロック図である。図２に示すように、磁気記録媒体２００は、基板２２８、軟磁性下地層（ＳＵＬ）２３０、結晶配向中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、磁性層２４２、および保護被覆２５２を含む。
【００１７】
基板２２８は、たとえば、Ａｌ、ＮｉＰめっきＡｌ、ガラス、またはセラミックガラスを含む、磁気記録媒体で用いるのに好適な任意の材料を含んでもよい。図２には示さないが、いくつかの実施形態では、基板２２８のすぐ上に付加的な下地層が存在してもよい。付加的な下地層は非晶質であってもよく、基板への接着性および低い表面粗さを与える。
【００１８】
基板２２８（または存在する場合は付加的な下地層）の上に軟磁性下地層（ＳＵＬ）２３０を形成する。ＳＵＬ２３０は、十分な飽和磁化（ＭS）および低い異方性磁界（Ｈk）を有する任意の軟磁性材料であってもよい。たとえば、ＳＵＬ２３０は、Ｎｉ；Ｃｏ；Ｆｅ；ＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＳｉＡｌもしくはＦｅＳｉＡｌＮなどのＦｅ含有合金；ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＣｒ、もしくはＣｏＺｒＮｂなどのＣｏ含有合金；またはＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＢ、もしくはＦｅＣｏＣなどのＣｏＦｅ含有合金などの非晶質軟磁性材料であってもよい。ＳＵＬ２３０は、磁気読出／書込ヘッドの極からの界のための高透磁率帰還経路を設けてもよい。
【００１９】
いくつかの例では、ＳＵＬ２３０は複数の軟磁性層を含んでもよく、これらを非磁性スペーサ層で分離してもしなくてもよい。図２に示す例では、ＳＵＬ２３０は、スペーサ層２３４で分離した、軟磁性材料で形成される第１のＳＵＬ２３２と第２のＳＵＬ２３６とを含む。第１および第２のＳＵＬ２３２および２３６を、上述のように軟磁性材料から形成してもよい。１つの例では、第１のＳＵＬ２３２および第２のＳＵＬ２３６は、たとえば非晶質ＣｏＴａＺｒ合金などのＣｏ系非晶質合金、またはたとえば非晶質ＦｅＣｏＣｒＢ合金などのＦｅ系非晶質合金であってもよく、その厚みが約５０オングストロームから約３００オングストロームの間であってもよい。第１のＳＵＬ２３２の組成および厚みは第２のＳＵＬ２３６と同じであっても異なってもよい。
【００２０】
非磁性スペーサ層２３４は、たとえばＣｒ、Ｒｕ、ＣｏＣｒ、Ｐｔ、またはその合金などの任意の好適な実質的に非磁性の材料から形成されてもよい。いくつかの例では、スペーサ層２３４は、第１のＳＵＬ２３２と第２のＳＵＬ２３６との間の反強磁性結合を誘導する反強磁性（ＡＦＣ）結合層として機能してもよい。いくつかの例では、ＡＦＣ結合を可能にするため、スペーサ層２３４をＲｕから形成してもよく、その厚みが約４から約６オングストローム、または約１４から約１８オングストロームの間であってもよいが、他の厚みが企図される。
【００２１】
結晶配向中間層２３８をＳＵＬ２３０上に堆積してもよい。いくつかの例では、中間層２３８を用いて、磁化容易軸が膜平面に対して垂直の第１の磁性層２４６のＨＣＰ（０００２）成長を誘導する六方最密（ＨＣＰ）結晶配向を確立してもよい。中間層２３８を１つの層または複数の層で形成してもよい。いくつかの例では、中間層２３８は、柱状粒子を備え、磁性層２４２の１つ以上の磁性層中の柱状構造のエピタキシャル成長のための基礎を与える柱状構造を含んでもよい。以上で注記したように、そのような柱状構造を、スパッタリング圧力を相対的に高レベルに上昇させることによる中間層２３８のスパッタ堆積によって生成および／または改良してもよい。中間層２３８の柱状構造は、磁性層２４２の１つ以上の層中の柱状構造の成長を容易にして、第１の磁性層２４６の交換減結合などの、磁性層２４２の１つ以上の層の磁気交換減結合を増大させてもよい。
【００２２】
図２に示す例では、中間層２３８は、結晶種層２３８ａ、柱状種層２３８ｂ、および柱状減結合層２３８ｃをこの順で含む。結晶種層２３８ａは柱状種層２３８ｂの薄膜成長を促進してもよく、この結果、柱状種層２３８ｂの結晶品質がより良好になり得る。いくつかの例では、結晶種層２３８ａは、ＮｉＷ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＷおよびその合金、ならびに／またはＲｕＣｒおよびその合金を含んでもよい。結晶種層２３８ａの厚みは約４０オングストロームから約１２０オングストロームの間であってもよい。
【００２３】
柱状種層２３８ｂを結晶種層２３８ａの上に設けてもよく、柱状種層２３８ｂは、磁性層２４２中の柱状成長を促進するように柱状粒子構造を有してもよい。上述のように、いくつかの例では、（たとえば約２０から約２００ｍＴｏｒｒの間の）相対的に高いスパッタリング圧力を用いたスパッタリングによって柱状種層２３８ｂを堆積して柱状粒子構造を促進してもよい。いくつかの例では、柱状種層２３８ｂは、Ｒｕ、Ｃｏ、またはその合金を含んでもよく、その厚みは約０から約１００オングストロームの間であってもよい。
【００２４】
柱状減結合層２３８ｃを柱状種層２３８ｂの上に設けてもよい。（たとえば約２０から約２００ｍＴｏｒｒの範囲の）高いスパッタリング圧力下で柱状減結合層２３８ｃを堆積して柱状構造を形成してもよく、これは第１の磁性層２４６中への柱状構造の形成のための基礎を設ける。いくつかの例では、柱状減結合層２３８ｃをＲｕまたはＲｕ合金から形成してもよく、その厚みは約４０オングストロームから約２００オングストロームの間であってもよい。
【００２５】
いくつかの例では、図２の中間層２３８の一般的構造は、（たとえば約２から２０ｍＴｏｒｒの）低スパッタリング圧力で堆積される、（１１１）Ｎｉ−Ｗ系合金または（１１１）ＮｉＦｅ（パーマロイ）−Ｗ系合金などの（１１１）テクスチャ付ＦＣＣ（面心立方）合金を含む結晶種層などの結晶種層２３８ａと、（００２）Ｒｕ、（００２）ＲｕＣｒ、または（００２）ＲｕＣｏＣｒなどの（００２）テクスチャ付ＨＣＰ（六方最密）合金を含む（たとえば約２から２０ｍＴｏｒｒの）低スパッタリング圧力堆積柱状種層構造である柱状種層２３８ｂと、（００２）Ｒｕまたは（００２）ＲｕＣｒなどの（００２）テクスチャ付ＨＣＰ合金を含む（たとえば約２０から２００ｍＴｏｒｒの）高スパッタリング圧力堆積柱状層構造である柱状減結合層２３８ｃとを含む。
【００２６】
磁気記録層２４２を磁気ゼロ層２４０の上に形成してもよく、これを以下にさらに説明する。図２に示すように、磁性層２４２は、第１の（底部）磁性層２４６と、交換遮断層２４８と、第２の（頂部）磁性層２５０とを含んでもよい。垂直磁気記録層などの磁気記録層中の交換減結合を制御するため、第１および第２の磁気記録層２４６、２５０は、それぞれ交換減結合されたおよび結合された状態で形成可能である。垂直媒体では、第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０の磁気異方性は各々、記録層２４２の平面に対して実質的に垂直の方向に配向される（たとえば、第１の磁性層２４６と第２の磁性層２５０との磁化容易軸は各々、記録層２４２の平面に対して実質的に垂直であってもよい）。
【００２７】
交換遮断層２４８を用いて、第１の磁性層２４６と第２の磁性層２５０との間の鉛直方向交換結合を調整してもよい。いくつかの例では、交換遮断層２４８は、Ｒｕ、ＲｕＣｏ系合金、ＲｕＣｏＣｒ酸化物系合金を含んでもよく、ここで酸化物は、たとえば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、および／またはＴａＯ2を含む。
【００２８】
第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０の各々は粒子状層であってもよく、ボイドおよび／または非磁性材料によって隣接する磁性粒子から分離された磁性粒子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０の少なくとも一方は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅのうち少なくとも１つと組合せたＣｏなどのＣｏ合金を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０の少なくとも一方は、たとえば、Ｆｅ−Ｐｔ合金またはＳｍ−Ｃｏ合金を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０の少なくとも一方は、Ｃｏ合金およびＰｔ合金、またはＣｏ合金およびＰｄ合金の交互の薄い層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の磁性層２４６、２５０の少なくとも一方は粒子同士の間に非強磁性材料を実質的に含んでいなくてもよい。非磁性材料で分離された粒子を含む実施形態では、第１の磁性層２４６および第２の磁性層２５０のうち少なくとも一方の中の粒子を分離する非磁性材料は、たとえば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、および／またはＴａＯ2などの酸化物を備えてもよい。
【００２９】
いくつかの例では、第１の磁性層２４６と第２の磁性層２５０との厚みは、約２０オングストロームから約２００オングストロームの間であってもよく、厚みが互いと実質的に同じであってもまたは異なってもよい。交換遮断層２４８の厚みは約１オングストロームから約３０オングストロームの間であってもよい。
【００３０】
１つの例では、第１の磁性層２４６は、酸化物分離体がＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、および／もしくはＴａＯ2などである、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＦｅＰｔ系もしくはＣｏＰｔ系Ｌ１0型もしくはＬ１1型粒子状規則合金、またはＰｔおよび／もしくはＰｄの層と交互になったＣｏの層から形成されてもよく、第２の磁性層２５０は、Ｂ、Ｃ、Ｒｕのうち１つ以上、ならびにＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、および／またはＴａＯ2などの酸化物分離体を含むＣｏＣｒＰｔ系合金膜から形成されてもよい。
【００３１】
たとえばダイヤモンドライクカーボンなどの保護被覆２５２を垂直記録層２５０の上に形成してもよい。他の例では、保護被覆２５２はたとえば、水素または窒素をさらに含む非晶質炭素層を含んでもよい。図示しないが、いくつかの例では、１つ以上の好適な潤滑層を保護被覆２５２の上に形成してもよい。
【００３２】
磁気ゼロ層２４０は磁性層２４２と中間層２３８との間に形成される。中間層２３８と磁性層２４２との間に磁気ゼロ層２４０を介在させることにより、磁性層中の欠陥を低減しおよび／またはその均一性を増大させ、これにより磁性層の記録性能を改良してもよい。たとえば、磁性層２４２を中間層２３８のすぐ上に形成する場合、中間層２３８の近くに位置する磁性層２４２の磁性粒子のうち一部がともに結合したり、または粒子同士を分離する最小限の非磁性材料を有したりすることがある。これらの欠陥は、交換減結合が低いかまたは交換減結合がなく、かつ層２４２の交換減結合を劣化させる磁性粒子につながってしまう。磁気ゼロ層が存在しない場合、結晶中間層と接する磁性層は、磁性層の残余と比較して、低減された交換減結合および／または低減された交換減結合均一性を有する傾向がある。
【００３３】
磁気ゼロ層２４０が中間層２３８と第１の磁性層２４６との間に介在する場合、中間層上の初期堆積相と関連付けられる欠陥および／または非均一性の多くを含有するのは磁気ゼロ層２４０である。しかしながら、磁気ゼロ層２４０は非磁性である（またはＢSが低い）ので、磁気ゼロ層２４０で発生する欠陥および／または非均一性は磁性層２４２の欠陥の数および／または非均一性を低減することができる。磁気ゼロ層２４０は、粒子の微細構造を損うことなく、粒子の分離を増大させる、および／または第１の磁性層２４６の粒子のより均一な分離を与えるように働いてもよい。そのような構成では、磁気ゼロ層２４０は、実質的に同じ構成を有するが磁気ゼロ層２４０を含まない媒体と比較して、磁性層２４２の１つ以上の磁性層内の交換減結合を増大させたり、磁性層２４２の保磁力を増大させたり、交換減結合の均一性を増大させたり、および／または他の改良された記録特性（ＳＮＲ、ＢＥＲ、面密度など）を与えたりすることがある。
【００３４】
いくつかの実現例では、磁気ゼロ層は、結晶中間層と磁性層との間で（格子不整合が４％未満の）コヒーレントな界面に弾性応力を与える。いずれの特定の理論にも拘束されることを望まなければ、中間層／磁気ゼロ層／磁性層構造における弾性応力を有するコヒーレントな界面は磁気媒体の改良された磁気記録性を担い得る。磁気ゼロ層が中間層と磁気記録層との間のコヒーレントな界面を設ける場合、磁気ゼロの存在によって誘導されるコヒーレントな応力の結果、磁気記録層の交換減結合が増大することがある。いくつかの例では、磁気ゼロ層は、磁気ゼロ層のしきい値層厚みまで、磁気記録層中の増大した交換減結合を伴うコヒーレントな界面を設けてもよい。しきい値量よりも厚みが大きいと、磁気ゼロ層は、結晶中間層と磁気記録層との間にコヒーレントでない界面を生じることがある。コヒーレントでない界面の結果、磁気記録層の交換減結合が低減してしまうことがある。
【００３５】
たとえば、上述のように、第１の磁性層２４６は、第２の磁性層２５０に対して、より交換減結合された層であってもよく、第２の磁性層２５０は、第１の磁性層２４６よりも、より交換結合された層であってもよい。いくつかの例では、第１の磁性層２４６と中間層２３８との間に磁気ゼロ層２４０を含むことにより、第１の磁性層２４６内の交換減結合は、たとえば、実質的に同様の構成を含むが磁気ゼロ層２４０を有しない媒体が呈するものを超えて増大することがある。
【００３６】
磁気ゼロ層２４０を含むことによる第１の磁性層２４６中の交換減結合の増大は、磁気ゼロ層２４０を含まない実質的に同様の例示的な媒体と比較して、第１の磁性層２４６の磁気保磁力（Ｈc）の増大に影響されることがある。いくつかの例では、第１の磁性層２４６のＨcは、磁気ゼロ層２４０を含むことにより、少なくとも約１０パーセントだけまたは約２から約２０パーセントの間だけ増大することがある。いくつかの例では、第１の層２４６のＨcは、実質的に同様の構成を含むが磁気ゼロ層２４０を含まない媒体と比較して、少なくとも約３％だけ、たとえば少なくとも約１５０Ｏｅだけ増大することがある。いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０が与える交換減結合の増大に部分的により、第１の磁性層２４６は、少なくとも約２％および約１００Ｏｅ、または約５％および約２５０Ｏｅ、または約１０％および約５００ＯｅのＨcを呈することがある。第１の磁性層のそのようなＨcの値は、たとえば上述のような第１の磁性層２４０の柱状構造および／または磁性粒子分離によって主に達成されるＨcの値などの、磁気ゼロ層２４０を含まずに達成可能なものよりも大きくなることがある。
【００３７】
同様に、磁気ゼロ層２４０を含むことによる第１の磁性層２４６中の交換減結合の増大は、磁気ゼロ層２４０を含まない実質的に同様の例示的な媒体と比較して、第１の磁性層２４６の磁気保磁力と核生成磁界との間の差（Ｈc−Ｈn）の増大に影響されることがある。いくつかの例では、第１の磁性層２４６の磁気保磁力と核生成磁界との間の差（Ｈc−Ｈn）は、磁気ゼロ層２４０を含むことにより、少なくとも約３から約２０パーセントだけ増大することがある。いくつかの例では、第１の層２４６のＨｃ−Ｈｎは、実質的に同様の構成を含むが磁気ゼロ層２４０を含まない媒体と比較して、少なくとも約５％から約１８％、たとえば少なくとも約１５０Ｏｅから約５００Ｏｅなどだけ、増大することがある。第１の磁性層のそのような値は、たとえば上述のような第１の磁性層２４０の柱状構造および／または磁性粒子分離によって主に達成される値などの、磁気ゼロ層２４０を含まずに達成可能なものよりも大きいことがある。
【００３８】
いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０を含むことによる第１の磁性層２４６中の交換減結合の増大は、アルファの値の減少に影響されることがある。ここでアルファは、磁気ゼロ層２４０を含まない実質的に同様の例示的な媒体と比較して、第１の磁性層２４６の、第１の磁性層２４６の磁気保磁力と第１の磁性層２４６の核生成磁界との間の差で除算される磁気保磁力と等しい（すなわちα＝Ｈc／（Ｈc−Ｈn））。いくつかの例では、第１の磁性層２４６のアルファ値は、磁気ゼロ層２４０を含むことによって少なくとも約１．５％から約１５％だけ減少することがある。いくつかの例では、第１の層２４６のアルファ値は、実質的に同様の構成を含むが磁気ゼロ層２４０を含まない媒体と比較して、少なくとも約７％、たとえば少なくとも約０．１２だけ減少することがある。第１の磁性層のそのようなアルファの値は、たとえば上述のような第１の磁性層２４６の柱状構造および／または磁性粒子分離によって主に達成されるアルファ値などの磁気ゼロ層２４０を含まずに達成可能なものよりも小さいことがある。
【００３９】
磁気ゼロ層２４０は好ましくは非磁性層であるが、いくつかの場合、磁性および／または非磁性構成要素で形成されてもよい。いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０は、磁性元素と非磁性元素との組合せであってもよい。非磁性元素に対する磁性元素の比率に依存して、磁気ゼロ層２４０は低ＢS磁性層または非磁性層であってもよい。たとえば、磁気ゼロ層の飽和磁束密度ＢSは約１００ｅｍｕ／ｃｃよりも低くてもよい。いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｐｔ、およびたとえばＣｏＣｒ酸化物などの酸化物のうち少なくとも１つを含んでもよい。ここで酸化物は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、および／またはＴａＯ2のうち１つ以上を含む。いくつかの例では、酸化物または他の分離体材料は、磁気ゼロ層２４０において磁性層２４２と同じである。いくつかの場合、磁気ゼロ層は磁性層と同じ元素を含む。
【００４０】
磁気ゼロ層２４０の構成は中間層２３８と磁性層２４２との間のコヒーレントな界面を与えてもよく、これらの層同士の間の格子不整合は、たとえば以下に説明する図５に図示するように約４％未満である。格子内の弾性応力が界面に存在してもよく、これは材料の性質に影響する。いくつかの構成では、磁気ゼロ層は、中間層の（００２）Ｒｕと磁性層の（００２）との間の結晶ロッキングカーブのＦＷＨＭ（半値幅）のデルタが（たとえば以下に説明する図６に図示するように）約０．３度より低い、中間層と磁性層との間のヘテロエピタキシャル成長を容易にすることがある。界面がコヒーレントからコヒーレントでない界面に変換されると、界面の格子は、非化学量論的配置（非１対１の整合モード）に変化して弾性応力が解放され、格子不整合は４％を上回る（図５）またはデルタは０．３度（図６）を上回る。
【００４１】
磁気ゼロ層の厚みは約１オングストロームから約１，０００オングストロームの間であってもよく、磁気ゼロ層２４０の組成に依存して異なってもよい。磁気ゼロ層２４０のいくつかの例の厚みは、約３０オングストローム未満、または約２５オングストローム未満、または約１５オングストローム未満ですらある。
【００４２】
１つの例では、磁気ゼロ層２４０は、Ｃｏ濃度が約７５ａｔｍ％よりも低い、たとえば約２０ａｔｍ％から約７０ａｔｍ％の間のＣｏ合金を備える。Ｃｏ濃度は、合金の磁気モーメントＢSが約１００ｅｍｕ／ｃｃよりも低くて実質的に非磁性であるようなものであってもよい。加えてまたはこれに代えて、いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０は、ＨＣＰ結晶構造、（０００１）成長配向、ならびに中間層２３８のすぐ隣接する層および／または磁気記録層２４２のすぐ隣接する層（図２の例ではそれぞれ柱状減結合層２３８ｃおよび第１の磁性層２４６）の格子パラメータと実質的に等しい格子パラメータを有する材料を備える。
【００４３】
加えてまたはこれに代えて、磁気ゼロ層２４０は、結晶質ＨＣＰ非磁性または低ＢS磁性粒子核および非晶質非磁性粒子分離体材料を有する粒子状合金を含んでもよい。例示的な非磁性粒子分離体材料は、酸化物（たとえば、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｏＯ、ＣｏＯ2、ＷＯ2、および／またはＴａＯ2）、窒化物、炭化物、ならびにホウ化物を含んでもよい。非晶質材料の濃度は実質的に磁気ゼロ層２４０に隣接する第１の磁性層２４６中の非晶質材料の濃度以上であってもよい。いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０中の、たとえば非晶質材料などの分離体材料の濃度は、約５モル％よりも大きくてもよいおよび／または約１０体積％よりも大きくてもよい。いくつかの例では、結晶質粒子核は、中間層２３８および磁性層２４２の隣接する層のうち１つ以上と実質的に同様のＨＣＰ格子パラメータを維持しつつ、磁気ゼロ層２４０の磁気飽和ＭSを低減する合金化元素を含んでもよい。例示的な合金化元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、および（たとえば約２０から約４０ａｔ％の）相対的に低濃度のＨＣＰ溶液としてＣｏと合金化する他の元素を含んでもよい。たとえば、磁気ゼロ層がＣｒを含む場合、Ｃｒ含有量は約３０％未満であってもよい。いくつかの場合、磁気ゼロ層に用いる合金元素は、磁性層に用いる合金元素とは異なってもよい。いくつかの場合、磁気ゼロ層に用いる合金元素は、磁性層に用いるものと同じであってもよいが、磁気ゼロ合金中の元素の割合は磁性層中の元素の割合とは異なってもよい。
【００４４】
磁気ゼロ層の厚みは分離体含有量に反比例してもよい。いくつかの場合、磁気記録媒体の記録特性を高める際のより薄い磁気ゼロ層の有効性は、より厚い磁気ゼロ層と比較して、相対的により高い酸化物含有量を組入れることによって可能化されてもよい。以前論じたように、（たとえば体積％および／またはモル％での）磁気ゼロ層中の酸化物（または他の分離体）の量は、磁性層の酸化物含有量以上であってもよい。
【００４５】
図３は、中間層と磁気記録層との間に磁気ゼロ層を有する磁気記録媒体を形成するための例示的な技術を図示するフロー図である。いくつかの場合、磁気ゼロ層は中間層と磁性層との両者に直接に接している。図示の容易のため、図２に示す例示的な記録媒体２００について図３の例示的な技術を説明する。しかしながら、例はそれらの構成に限定されない。
【００４６】
図３に示すように、ＳＵＬ２３０上に中間層２３８を堆積してもよい３５４。ＳＵＬ２３０上への中間層２３８の堆積は、結晶種層２３８ａ、柱状種層２３８ｂ、および柱状減結合層２３８ｃの順次の堆積を含んでもよい。次に磁気ゼロ層２４０を、中間層２３８上、たとえば中間層２３８のすぐ上に堆積してもよい３５６。その後、磁気ゼロ層２４０上、たとえば磁気ゼロ層のすぐ上に磁性層２４２を堆積してもよい３５８。磁性層２４２の堆積は、第１の磁性層２４６、交換遮断層２４８、および第２の磁性層２５０の順次の堆積を含んでもよい。
【００４７】
中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、および磁性層２４２を堆積するのに任意の好適な技術を利用してもよい。いくつかの例では、真空下ＤＣマグネトロンスパッタリング工程を用いて中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、および磁気記録層２４２中のそれぞれの層を形成してもよい。層の性質に依存して、単一の堆積ステップまたは複数の堆積ステップを用いて個別の層を形成してもよい。層を形成するのに用いる複数の堆積ステップにかかわらず、いくつかの事例で層を単一の層と称することがある。
【００４８】
予め定められた層の組成、厚み、および他の予め定められた層の性質に基づいて、用いる堆積技術を制御してもよい。たとえば、粒子状層については、酸素環境でスパッタリングを行なって、堆積層中に材料を分離する酸化物を生成してもよい。そのような例では、分離材料の濃度を制御するように酸素濃度を変更してもよい。これに代えて、酸化物材料または他の非磁性分離材料を含むターゲットを用いて、最適化された粒子状組成を有する層をスパッタ堆積してもよい。以上で注記したように、スパッタリングによって中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、および／または磁性層２４２を堆積して粒子状層を形成してもよい。磁気ゼロ層２４０および磁性層２４２は、酸化物または他の非磁性分離体によって分離された粒子を含む粒子状層であってもよい。
【００４９】
別の例として、以上注記したように、スパッタリングの際に用いるスパッタリング圧力は結果的に得られる層の柱状構造に影響を及ぼすことがある。いくつかの例では、中間層２３８の１つ以上の層２３８ａ−ｃおよび／または磁性層２４２の１つ以上の層２４６、２５０を堆積する際に用いるスパッタリング圧力を、層が柱状構造を有するように選択してもよい。以上で注記したように、いくつかの例では、中間層２３８および第１の磁性層２４６のための柱状構造を設けるようにスパッタリング圧力を選択してもよい。非磁性分離体によって分離されるそのような柱状構造は、第１の磁性層２４６中の交換減結合を与える。中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、および／または磁性層２４２を堆積するのに用いる例示的なスパッタリング圧力は、たとえば約６０ｍＴｏｒｒから１２０ｍＴｏｒｒなど、約２から２００ｍＴｏｒｒの範囲にわたってもよい。
【００５０】
中間層２３８と磁性層２４２との間に磁気ゼロ層２４０を含むことと組合せて、媒体２００のそれぞれの層を形成するのに用いる堆積工程の１つ以上の変数を、予め定められたレベルの交換減結合を有する磁性層２４２を与えるようにおよび／または他の性質を与えるように制御してもよい。例示的な堆積変数は、スパッタリング圧力、反応性スパッタリングの際に用いる酸素レベルの濃度、およびスパッタリングバイアス電圧を含んでもよい。中間層２３８、磁気ゼロ層２４０、および／または磁性２４２を堆積するのに用いる例示的なスパッタリングバイアス電圧は、たとえば約７５Ｖから２７５Ｖなど、約５Ｖから約５００Ｖの範囲にわたってもよい。
【００５１】
いくつかの例では、スパッタリング圧力、酸素レベル濃度、およびスパッタリングバイアス電圧のうち１つ以上を、実質的に同じ構造を有するが磁気ゼロ層を有しない磁気記録媒体内の対応する層を形成するのに用いる値に対して調整してもよい。たとえば、部分的に、たとえば増大した交換減結合量および／もしくは均一性、増大した保磁力、ならびに／または他の効果などの磁気ゼロ層２４０によって与えられる効果により、磁気ゼロ層を含まない磁気記録媒体と等しいかまたはそれよりも良好ですらある全体的な記録性能レベルを依然として与えつつ、低減したスパッタリング圧力を用いて中間層２３８ｃおよび／または第１の磁性層２４６を堆積してもよい。たとえば、磁気ゼロ層を用いることにより、より高いスパッタリング圧力で形成される中間層２３８を含むが磁気ゼロ層２４０を有しない例示的な媒体と等しいかまたはそれよりも大きくすらなる第１の磁性層２４６中の交換減結合および／または保磁力の全体的なレベルを与えてもよい。いくつかの例では、中間層２３８ｃを形成するのに用いるスパッタリング圧力は約８０ｍＴｏｒｒ未満であってもよく、第１の磁性層２４６は約４７００Ｏｅよりも大きなＨｃを依然として有してもよい。一般的に、第１の磁性層２４６内の交換減結合を一般的に減少させるであろう態様で１つ以上のスパッタリングパラメータを調整するにもかかわらず、磁気記録層２４２内の交換減結合は、中間層２３８と磁性層２４２との間に磁気ゼロ層２４０を含むことによって実質的に同じになるかまたは増大すらすることがある。
【００５２】
いくつかの実現例では、中間層２３８と磁性層２４２との間に磁気ゼロ層２４０を設けて第１の磁性層２４６の交換減結合および／または保磁力を増大させてもよい。いくつかの例では、磁気ゼロ層２４０は、トポグラフィックな粗さ（表面粗さ）がより少なく、反応性酸化の濃度がより低く、かつ第１の磁性層２４６内の合計非晶質分離体体積がより少ない第１の磁性層２４６の磁性粒子の増大した分離を可能にしてもよい。そのような例では、スパッタ堆積の際に、第１の磁性層２４６は、単一のスパッタターゲットからの実質的に一定の組成を有するコア磁性粒子を含んでもよいが、第１の磁性層２４６内の非晶質材料体積は、層が成長するにつれて反応性酸化によって減少してもよい。そのような例は、相対的に低いスパッタリング圧力（たとえば約２ｍＴｏｒｒから２０ｍＴｏｒｒの間のスパッタリング圧力）を用いて第１の磁性層２４６内の予め定められたレベルの交換減結合を可能にして中間層２３８を堆積してもよく、また中間層２３８をＦＣＣ＋Ｒｕから形成するようにしてもよい。ＦＣＣ＋Ｒｕから形成される中間層２３８は、中間層２３８ａの結晶構造が（たとえば（１１１）ＮｉＷ、（１１１）ＮｉＦｅＷなどの）ＦＣＣでありスパッタリング圧力が低い（２ｍＴｏｒｒから２０ｍＴｏｒｒ）、中間層２３８ｂの結晶構造が（たとえば（００２）Ｒｕ、（００２）ＲｕＣｒなどの）ＨＣＰでありスパッタリング圧力が低い（たとえば２ｍＴｏｒｒから２０ｍＴｏｒｒ）、また中間層２３８ｃの結晶構造が（たとえば（００２）Ｒｕ、（００２）ＲｕＣｒなどの）ＨＣＰでありスパッタリング圧力が高い（たとえば２０ｍＴｏｒｒから２００ｍＴｏｒｒの間）例を含んでもよい。そのような場合、中間層２３８はＦＣＣ層（中間層２３８ａ）とＨＣＰ層（中間層２３８ｂおよび中間層２３８ｃ）とから構成される。
【００５３】
いくつかの例では、中間層２３８の厚みが約２５ｎｍよりも小さい事例ですら、第１の磁性層２４６のＨｃ−Ｈｎが約２５００Ｏｅよりも大きく、格子不整合が約４％未満であってもよい。
【実施例】
【００５４】
以下の実施例は本開示の１つ以上の実施形態を図示するものであるが、本開示の範囲を限定するものではない。
【００５５】
実施例１
図２に示されるものと実質的に同様の層構成を有するさまざまな例示的な垂直磁気記録媒体を準備し、評価した。層間層と磁気記録層との間の磁気ゼロ層（「Ｍｏ層」）の影響を評価するため、磁気ゼロ層の厚みが、０（すなわち磁気ゼロ層なし）、約２オングストローム、約７オングストローム、約１６オングストローム、約２３オングストローム、および約３３オングストロームの例を生成した。
【００５６】
さまざまな例の各々で、底部ＳＵＬは厚みが約１００から２００オングストロームの間の非晶質ＦｅＣｏＣｒＢ合金であり；ＡＦＣ層は厚みが約４から４オングストロームの間のＲｕ合金であり；頂部ＳＵＬは厚みが約１００から２００オングストロームの間の非晶質ＦｅＣｏＣｒＢ合金であり；結晶種層は厚みが約６０から１００オングストロームの間の非晶質ＮｉＷ合金であり；柱状種層は厚みが約４０から８０オングストロームの間のＲｕＣｒ合金であり；柱状減結合層は厚みが約６０から１００オングストロームの間のＲｕ合金であり；磁気ゼロ層は（以上で示したように厚みが異なる）ＣｏＣｒ−（ＴｉＯ2）材料であり；底部磁性層は厚みが約６０から１００オングストロームの間のＣｏＣｒＰｔ−（ＳｉＯ2）であり；交換遮断層は厚みが約５から１０オングストロームの間のＲｕＣｏ合金であり；頂部磁性層は厚みが約２０から５０オングストロームの間のＣｏＣｒＰｔ−（ＴｉＯ2）層であり、その次に厚みが約４０から８０オングストロームのＣｏＣｒＰｔＢ層が引き続いた。
【００５７】
図４ａおよび図４ｂは、例示的な媒体についての、磁気ゼロ層の厚みに対する磁性層の底部磁気記録層についての、磁気保磁力（Ｈc）と、磁気保磁力と核生成磁界とのデルタ（Ｈc−Ｈn）との変化をそれぞれ示すグラフである。示すように、（図４ａおよび図４ｂ中の磁気ゼロ層の厚みゼロに対応する）結晶中間層と磁気記録層との間に磁気ゼロ層を有しない媒体と比較して、実施例の磁気記録媒体が呈するＨcおよびＨc−Ｈnの値の両者とも、層厚み約７オングストロームまでは大きくなり、次に磁気ゼロ層の厚みが約７オングストロームを超えて約３３オングストロームまで増大するとほぼ単調な態様で減少する。ＨcおよびＨc−Ｈnの増大は、磁気ゼロ層を含むことにより、磁気ゼロ層を含まない比較例の磁気記録媒体と比較して、実施例の磁気記録媒体中の交換減結合が改良されることを図示する。
【００５８】
図５は、図４ａおよび図４ｂの同じ例示的な垂直記録媒体について、磁気ゼロ層の厚みに対する、中間層の（００２）Ｒｕと底部磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間の格子不整合の変化を示すグラフである。図５に示すように、磁気ゼロ層の厚みが約７オングストロームに達するまでは格子不整合は約４％よりも下に維持され、このことは、中間層の（００２）Ｒｕと磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間のコヒーレントな界面を示す。しかしながら、磁気ゼロ層の厚みが約７オングストロームを超えて大きくなると、たとえば厚み１５、２３、および３３オングストロームで、格子不整合は約４．２パーセントよりも上に増大し、このことは、中間層の（００２）Ｒｕと磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間の実質的にコヒーレントでない界面を示す。
【００５９】
図４ａおよび図４ｂの結果と合せると、コヒーレントな界面を有する磁気ゼロ構造は、一定のヤング弾性率下での格子パラメータ歪の増大として、界面において誘導された応力を増大させるように思われる。いずれの特定の理論にも拘束されなければ、この誘導されたコヒーレントな応力は垂直磁気記録媒体における交換減結合の改良に寄与し得、このことは、図４ａおよび図４ｂに示すＨcおよびＨc−Ｈnの増大と矛盾しない。しかしながら、約１５オングストロームを超える磁気ゼロ層の厚みでは、図４ａおよび図４ｂに表示するＨｃおよびＨｃ−Ｈｎの単調な減少とともに格子不整合の増大が観察され、このことは、Ｍｏ構造によるコヒーレントでない界面によって実施例の垂直磁気記録媒体において交換減結合が低減することを示す。いくつかの局面では、図５は、たとえば、関連の弾性応力を有する、ＣＩ層の（００２）Ｒｕと垂直磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間のコヒーレントな界面が垂直記録媒体における交換減結合を改良し得ることを示唆する。
【００６０】
いくつかの例では、ＣＩ層の（００２）Ｒｕと垂直磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間のコヒーレントな界面を維持するため、磁気ゼロ層は中間層と磁気記録層との間にエピタキシャル結晶軸を維持する。図６は、磁気ゼロ層の厚みに対する、中間層の（００２）Ｒｕと底部磁気記録層の（００２）Ｃｏとの間の結晶ロッキングカーブのＦＷＨＭ（半値幅）の差を図示するグラフである。図６に示すように、磁気ゼロ層の存在は、（００２）Ｒｕ層と（００２）Ｃｏ層とのデルタＦＷＨＭを実質的に劣化させない。というのも、（００２）Ｒｕ層と（００２）Ｃｏ層との間の差は、磁気ゼロ層の厚みが約３３オングストロームである例を除いて相対的に一定であるからである。
【００６１】
図５に示すように、中間層（Ｒｕ層）と磁性層（Ｃｏ層）との間のコヒーレントな界面は２つの層の間の格子不整合が４％未満であることによって維持可能である。さらに、図６に示すように、Ｒｕ層とＣｏ層との間のエピタキシャル結晶軸は、２つの層同士の間の一定のＦＷＨＭデルタ（ロッキングカーブ同士の間の差）が約０．３５度を下回ることによって維持可能である。したがって、示す例では、中間層と第１の磁性層との間の格子不整合を４％よりも低くすることと、Ｒｕ層とＣｏ層との間の一定のＦＷＨＭロッキングカーブデルタを０．３５度よりも小さくすることとの組合せによって、Ｒｕ層とＣｏ層との間の界面がコヒーレントであるエピタキシャル結晶軸を維持することができ、このことは、約１１Ａよりも小さい磁気ゼロ厚みに対応する。磁気ゼロ層の厚みが約３３オングストロームでは、磁気ゼロ層は中間層と第１の磁性層との間にコヒーレントでない界面を形成したが、これは、これらの２つの層同士の間にエピタキシャルな関係が欠けるためである。約１１Ａと約３３Ａとの間の磁気ゼロ厚みは、コヒーレントなエピタキシャル界面からコヒーレントでない非エピタキシャル界面への中間遷移域とみなすことができる。
【００６２】
実施例２
中間層と磁気記録層との間に磁気ゼロ層を含むことの影響をさらに評価するため、３種類の例示的な磁気記録媒体を準備し、評価した。（タイプＡと称する）第１の例示的な媒体は実施例１で用いたものと実質的に同じであったが、磁気ゼロ層を有しなかった。（タイプＢと称する）第２の例示的な媒体および（タイプＣと称する）第３の例は、実施例１で用いたものと実質的に同じ構成を有し、磁気ゼロ層の厚みは約７オングストロームであった。しかしながら、タイプＢおよびタイプＣの例を準備するのに用いた工程は異なった。タイプＢは、タイプＢの媒体における層間層と磁性層との間の磁性ゼロの挿入を除き、スパッタリング工程および円板状構造がタイプＡと同じであった。タイプＣの媒体は、第１の磁気記録層（図２の第１の磁性層２４６を参照）のために異なるスパッタリング工程を用いることを除き、スパッタリング工程および円板状構造がタイプＢの媒体と同じであった。
【００６３】
図２を参照して、タイプＢの媒体と比較してタイプＣの媒体については複数ステップ工程を用いた。タイプＡおよびタイプＢの媒体については第１の磁気記録層２４６のスパッタリング工程を第１のスパッタリング工程と称し、タイプＣの媒体については２ステップまたは複数ステップ工程と称する。タイプＡおよびタイプＢの第１のスパッタリング工程では、第１の磁気記録層２４６の堆積の際にスパッタリング条件を１つだけ適用した。しかしながら、タイプＣの複数ステップ工程では、第１の磁気記録層２４６の堆積の際にいくつかのスパッタリング条件を順次適用した。たとえば、堆積持続時間の半分（層厚みの前半）の間はより低いバイアス電圧を印加し、堆積持続時間の残余の半分（層厚みの後半）の間はより高いバイアス電圧を印加した。そのような例を２ステップ堆積と称してもよい。第１の磁気記録層２４６のために３つの異なるスパッタリング条件を用いる場合、これを３ステップ堆積と称してもよく、以下同じである。複数ステップスパッタリング工程のための変更可能なパラメータは、スパッタリング圧力、スパッタリング酸素ガス含有量、スパッタリングバイアス電圧、スパッタリングサブ層厚み比率などであり得る。
【００６４】
以下のグラフに示すように、各々の例示的な媒体中の中間層２３８のＲｕ減結合層２３８ｃのスパッタリングの際に用いるスパッタリング圧力を、タイプＡ−タイプＣの例の各々において変更した。特に、約８０、９０、１０４、１２０、および１４０ｍＴｏｒｒのスパッタリング圧力を用いた。以上で注記したように、いくつかの事例では、中間層２３８のＲｕ減結合層２３８ｃを形成するのに用いるスパッタリング圧力を増大させると、誘導される柱状構造によって磁性層２４２の磁気交換減結合を改良することができる。
【００６５】
図７ａおよび図７ｂは、３種類の例示的な記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについての、中間層２３８を形成するためのスパッタリング圧力の観点での、磁気保磁力（Ｈc）および磁気保磁力と核生成界とのデルタ（Ｈc−Ｈn）による交換減結合レベルをそれぞれ示すグラフである。図７ａおよび図７ｂに示すように、タイプＢの媒体と比較して、タイプＡの媒体は、Ｒｕスパッタリング圧力が減少するにつれてＨcおよびＨc−Ｈnの相対的に迅速な低下を呈する。このことは、中間層の堆積に相対的により低圧を用いる場合ですら、タイプ２の円板の磁気ゼロ層が媒体の改良された交換減結合を与えることを示す。
【００６６】
磁気ゼロ層の評価の目的のため、別の例示的な交換減結合パラメータ、すなわちアルファを評価した。アルファは、磁気保磁力と核生成磁界との間の差で除算した磁気保磁力に等しい（すなわちアルファ＝Ｈｃ／（Ｈｃ−Ｈｎ））。アルファは、ヒステリシスループの第２象限の傾斜に対応してもよい。アルファが１に等しい場合、磁性層は完全に交換減結合されたものと特徴付けてもよい。アルファの値が１から増大するにつれ、磁性層が交換結合されていっていると特徴付けてもよい。
【００６７】
図８は、異なるスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについての磁性層のアルファの値を図示するグラフである。示すように、タイプＡの例のアルファの値は、Ｒｕスパッタリング圧力が増大するにつれて低減し、このことは、Ｒｕ層が、より高いＲｕ圧力で、交換減結合された柱状構造を形成することを示す。しかしながら、より低圧、たとえば８０ｍＴｏｒｒでのタイプＢの例についてのアルファ値は、タイプＡの例の最も高いスパッタリング圧力すらのアルファ値よりも低いアルファ値を見せる。そのような結果は、磁気ゼロ層が、タイプＡの例と比較してタイプＢの例において増大した交換減結合を誘導したことを示し得る。
【００６８】
いくつかの場合、磁気ゼロ層を含むことによる、タイプＡの例と比較したタイプＢの例で見られる増大した交換減結合により、交換減結合は、磁気媒体の製作の際に１つ以上の工程パラメータを制御することによって磁性層中の目標交換減結合（および／または他の磁気記録パラメータ）を達成するように適応されてもよい。目標交換減結合を達成するように調整し得る例示的な工程パラメータは、スパッタリング圧力、反応性スパッタリングに用いる反応性酸素ガス濃度、およびスパッタリングバイアス電圧を含んでもよい。
【００６９】
図９ａおよび図９ｂは、さまざまなスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについての磁心幅（ＷＲ＿ＷＤＴ）および磁気書込幅（ＷＰＥ＿ＡＶＧ）をそれぞれ図示するグラフである。磁気書込幅は磁心幅プラス消去帯に等しい。示すように、磁気ゼロ層が与えるより狭い磁心幅および磁気書込幅によって、増大した面記録密度能力（ＡＤＣ）が可能になり得る。
【００７０】
図１０ａおよび図１０ｂは、さまざまなスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについてのトラック上ビットエラーレート（ＰＥ＿ＥＦＬ）およびスクイズドトラック外れビットエラーレート（ＯＴＣ＿ＥＦＬ）をそれぞれ図示するグラフである。上述のように、いくつかの事例では、中間層を形成するのに用いるスパッタリング圧力を増大させると、誘導される柱状構造によって、磁性層の磁気交換減結合を改良することができる。そのような増大は、ビットエラーレート性能の向上を生じることができる。増大した交換減結合を与えるように中間層を堆積するためにより高いスパッタリング圧力に依拠する代わりに、挿入される磁気ゼロ層が、より低いスパッタリング圧力で交換減結合を増大させる。このように、タイプＢおよびタイプＣの媒体のように磁気ゼロ層を組入れることにより、たとえば、磁気ゼロ層を含まないタイプＡの例と比較して、低スパッタリング圧力でのトラック上ビットエラーレートおよびスクイズドトラック外れビットエラーレートを最適化することができる。
【００７１】
図１１は、さまざまなスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについてのトラックピッチによって規格化されたトラック上ビットエラーレート（ＰＥ＋１０ＬｎＷＰＥ／ＴＰ）を図示するグラフである。示すように、磁気ゼロ層を有する例（タイプＢおよびタイプＣ）は、タイプＡの例と比較して、改良されたトラックピッチによって規格化されたトラック上ビットエラーレートを実証した。さらに、タイプＣの例は、タイプＢの例と比較して、改良されたトラックピッチによって規格化されたトラック上ビットエラーレートを実証した。
【００７２】
図１２は、さまざまなスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについての媒体信号対ノイズ比（ＥＳＭＮＲ）を図示するグラフである。示すように、磁気ゼロ層の存在（タイプＢおよびタイプＣの例）と交換減結合を制御するための工程パラメータの調整（タイプＣの例）との組合せからの媒体信号対ノイズ比の増大は上記ビットエラーレート性能と一致する。
【００７３】
図１３ａおよび図１３ｂは、さまざまなスパッタリング圧力での、３種類の例示的な垂直記録媒体、すなわちタイプＡ−タイプＣについての、算出された面密度能力（ＡＤＣ  ｃａｌ）および測定された面密度能力（ＡＤＣ−７４７）をそれぞれ図示するグラフである。算出された面密度能力は、ｘ（１−０．１（ＰＥ＿ＥＦＬ＋５））／ＷＰＥに等しいものとして算出された。式中、ｘは平方インチあたりキロビットに等しく、ＰＥ＿ＥＦＬはトラック上ビットエラーレートに等しく、ＷＰＥは磁気書込幅に等しい。
【００７４】
図１３ａおよび図１３ｂに示すように、磁気ゼロ層の存在（タイプＢおよびタイプＣの例）と工程パラメータの調整（タイプＣの例）との組合せは、タイプＡの例と比較して、算出された測定値および実測値あたりの面記録密度を増大させた。
【００７５】
この開示は、開示する数値範囲を通して実践可能ないくつかの数値範囲を含む。
さまざまな実施形態の以上の説明は、限定のためではなく図示および説明の目的のために提示された。開示する実施形態は、網羅的であったり、可能な実現例を開示する実施形態に限定したりすることを意図するものではない。多数の変形例および修正例が上記教示に照らして可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００、２００  磁気記録媒体、１１０、２２８  基板、１２０、２３０  軟磁性下地層、１３０、２３８  結晶配向中間層、１４０、２４０  磁気ゼロ層、１５０、２４２  磁性層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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