(57)【要約】【課題】垂直磁気記録媒体の記録層内の記録磁界が記録層グレーンの垂直容易軸方向にほとんど揃ってしまう。記録磁界と記録層の容易軸が平行に揃ってしまうことは、より大きな記録磁界を磁化反転に要するという難点がある。【解決手段】垂直磁気記録ディスクなどの垂直磁気記録媒体であって、垂直記録磁界が印加されると、磁気トルクを垂直磁気記録層（ＲＬ）に及ぼす磁気"トルク"層（ＭＴＬ）を備えている。ＭＴＬは、つまり、ＲＬの磁化反転において書込みアシスト層として働く。ＭＴＬとＲＬの間に適切な強磁性結合力を提供するため、ＭＴＬとＲＬの間に結合層（ＣＬ）が配されている。【選択図】図３
2006209943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の透磁性材料の下地層と、
面内からのずれが約４５度以下の磁化容易軸を有する強磁性書込みアシスト層と、
強磁性記録層であって、該記録層の面にほぼ垂直で、前記書込みアシスト層の磁化容易軸に一致しない磁化容易軸を有する強磁性記録層と、
前記書込みアシスト層と前記記録層の間にあって、前記書込みアシスト層を前記記録層に強磁性結合することを可能にする結合層と、
を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記書込みアシスト層が、該書込みアシスト層のほぼ垂直方向に向いたｃ軸を有する六方最密材料であり、前記結合層が、該結合層のほぼ垂直方向に向いたｃ軸を有する六方最密材料であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項３】
前記書込みアシスト層は、保磁力が約2000 Oe以下の透磁性材料であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項４】
前記書込みアシスト層が、（ａ）と（ｂ）からなるグループから選択した材料で形成され、（ａ）がＣｏを含み、さらにＣｒ，Ｂ，ＲｕおよびＴａの一つ以上を含む合金で、（ｂ）がＣｏ，Ｐｔ，ＣｒおよびＢを含みＰｔのおよその含有量が原子百分率１２パーセント未満の合金であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項５】
前記書込みアシスト層がさらに、Ｓｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの酸化物を１種以上含むことを特徴とする請求項４記載の媒体。
【請求項６】
前記結合層が、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）からなるグループから選択した材料で形成され、（ａ）がおよそのＣｏ含有量が原子百分率４０パーセント未満のＲｕＣｏ合金、（ｂ）がおよそのＣｏ含有量が原子百分率４０パーセント未満のＲｕＣｏＣｒ合金、（ｃ）がＣｏを含み、さらにＣｒとＢの一つ以上を含み、ＣｒとＢのおよその合計含有量が原子百分率３０パーセント超の合金であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項７】
前記結合層がさらに、Ｓｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの酸化物を１種以上含むことを特徴とする請求項６記載の媒体。
【請求項８】
前記書込みアシスト層が前記下地層の上にあり、前記結合層が前記書込みアシスト層の上にあり、前記記録層が前記結合層の上にあることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項９】
前記結合層が前記記録層の上にあり、前記書込みアシスト層が前記結合層の上にあることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１０】
さらに、前記下地層と前記記録層の間の磁気交換結合を防止するために、前記下地層と前記書込みアシスト層の間に交換ブレーク層を有することを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１１】
前記交換ブレーク層が基本的にＲｕからなり、さらに前記下地層と前記Ｒｕ交換ブレーク層の間に基本的にＮｉＦｅからなるシード層を有することを特徴とする請求項１０記載の媒体。
【請求項１２】
前記交換ブレーク層が基本的にチタンからなることを特徴とする請求項１０記載の媒体。
【請求項１３】
前記交換ブレーク層が、Ｓｉ，Ｇｅ，ＳｉＧｅ合金，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｗ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，ＣｒＴｉ，ＮｉＰ，ＣＮX，ＣＨX，Ｃ，およびＳｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂからなるグループから選択された元素の酸化物、窒化物及び炭化物から成るグループから選択された材料で形成されることを特徴とする請求項１０記載の媒体。
【請求項１４】
前記記録層が粒状多結晶のコバルト合金であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１５】
前記記録層がさらにＳｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの１種類以上の酸化物を含むことを特徴とする請求項１４記載の媒体。
【請求項１６】
前記記録層が、Ｃｏ／Ｐｔ，Ｃｏ／Ｐｄ，Ｆｅ／ＰｔおよびＦｅ／Ｐｄ多層膜からなるグループから選択された多層膜であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１７】
前記下地層が、ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ，ＦｅＣｏＢ，ＣｏＣｕＦｅ，ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＮ，ＦｅＮ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＺｒおよびＣｏＺｒＮｂ合金からなるグループから選択された材料で形成されることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１８】
前記下地層が、非磁性膜で分離された複数の透磁性膜の積層体であることを特徴とする請求項１記載の媒体。
【請求項１９】
前記積層体内部の前記非磁性膜が、前記積層体内部の透磁性膜に反強磁性結合を与えることを特徴とする請求項１８記載の媒体。
【請求項２０】
基板と、
前記基板上の透磁性材料の下地層と、
前記下地層の上にあって、面内からのずれが約４５度未満の磁化容易軸を有する強磁性書込みアシスト層と、
強磁性記録層であって、該記録層の面にほぼ垂直で、前記書込みアシスト層の磁化容易軸に一致しない磁化容易軸を有する強磁性記録層と、
前記書込みアシスト層と前記記録層の間にあって、前記書込みアシスト層を前記記録層に強磁性結合することを可能にする結合層と、
を有することを特徴とする垂直磁気記録ディスク。
【請求項２１】
前記書込みアシスト層が、該書込みアシスト層のほぼ垂直方向に向いたｃ軸を有する六方最密材料であり、前記結合層が、該結合層のほぼ垂直方向に向いたｃ軸を有する六方最密材料であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項２２】
前記書込みアシスト層が、保磁力が約2000 Oe未満の透磁性材料であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項２３】
前記書込みアシスト層が、（ａ）と（ｂ）からなるグループから選択した材料で形成され、（ａ）がＣｏを含み、さらにＣｒ，Ｂ，ＲｕおよびＴａの一つ以上を含む合金で、（ｂ）がＣｏ，Ｐｔ，ＣｒおよびＢを含みＰｔのおよその含有量が原子百分率１２パーセント未満の合金であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項２４】
前記書込みアシスト層がさらに、Ｓｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの酸化物を１種以上含むことを特徴とする請求項２３記載のディスク。
【請求項２５】
前記結合層が、（ａ）、（ｂ）および(c)からなるグループから選択した材料で形成され、（ａ）がおよそのＣｏ含有量が原子百分率４０パーセント未満のＲｕＣｏ合金、（ｂ）がおよそのＣｏ含有量が原子百分率４０パーセント未満のＲｕＣｏＣｒ合金、（ｃ）がＣｏを含み、さらにＣｒとＢの一つ以上を含み、ＣｒとＢのおよその合計含有量が原子百分率３０パーセント超の合金であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項２６】
前記結合層がさらに、Ｓｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの酸化物を１種以上含むことを特徴とする請求項２５記載のディスク。
【請求項２７】
さらに、前記下地層と前記記録層の間の磁気交換結合を防止するために、交換ブレーク層を前記下地層と前記書込みアシスト層の間に有することを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項２８】
前記交換ブレーク層が基本的にＲｕからなり、さらに前記下地層と前記Ｒｕ交換ブレーク層の間に基本的にＮｉＦｅからなるシード層を有することを特徴とする請求項２７記載のディスク。
【請求項２９】
前記交換ブレーク層が基本的にチタンからなることを特徴とする請求項２７記載のディスク。
【請求項３０】
前記交換ブレーク層が、Ｓｉ，Ｇｅ，ＳｉＧｅ合金，Ｃｒ，Ｒｕ，Ｗ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｌ，ＣｒＴｉ，ＮｉＰ，ＣＮX，ＣＨX，Ｃ，およびＳｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂからなるグループから選択された元素の酸化物、窒化物及び炭化物から成るグループから選択された材料で形成されることを特徴とする請求項２７記載のディスク。
【請求項３１】
前記記録層が粒状多結晶のコバルト合金であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項３２】
前記記録層がさらにＳｉ，Ｔａ，ＴｉおよびＢの１種類以上の酸化物を含むことを特徴とする請求項３１記載のディスク。
【請求項３３】
前記記録層が、Ｃｏ／Ｐｔ，Ｃｏ／Ｐｄ，Ｆｅ／ＰｔおよびＦｅ／Ｐｄ多層膜からなるグループから選択された多層膜であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項３４】
前記下地層が、ＣｏＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ，ＦｅＣｏＢ，ＣｏＣｕＦｅ，ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＮ，ＦｅＮ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＺｒおよびＣｏＺｒＮｂの合金からなるグループから選択された材料で形成されることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項３５】
前記下地層が、非磁性膜で分離された複数の透磁性膜の積層体であることを特徴とする請求項２０記載のディスク。
【請求項３６】
前記積層体内部の前記非磁性膜が、前記積層体内部の透磁性膜に反強磁性結合を与えることを特徴とする請求項３５記載のディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体、特に、垂直磁気記録層を有した、磁気記録ハードディスク装置用のディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ビットが記録層の垂直すなわち面外方向に記憶される垂直磁気記録は、超高記録密度磁気記録ハードディスク装置へ導く確かな道である。最も一般的な種類の垂直磁気記録システムは、“プローブ型”すなわち単磁極型の記録ヘッドと、記録ディスクとして“２層”媒体を使用するものである。この２層媒体は、垂直磁気データ記録層(ＲＬ)と、その下の“ソフト”すなわち保磁力が比較的小さい透磁性下地層(ＳＵＬ)から成り、ＳＵＬは磁極記録ヘッドからの磁界の戻り経路として働く。この方式は、“タイプ１”の垂直磁気記録とも呼ばれる。記録データを読み取るための再生素子を有したこうした既存システムの概要を図１に示す。
【０００３】
図２は、既存の垂直磁気記録ディスクの模式断面図で、記録層(ＲＬ)に作用する記録磁界Ｈを示している。同ディスクはさらに、ハードディスク基板、ＳＵＬ成長のシードすなわち開始層(ＯＬ)、透磁膜であるＳＵＬとＲＬ間の磁気交換結合を弱め、また、ＲＬのエピタキシャル成長を容易にするための交換ブレーク層(ＥＢＬ)、保護オーバーコート(ＯＣ)を備える。図２に示されているように、ＲＬは“見かけ上の”記録ヘッド(ＡＲＨ)のギャップ内に配置され、水平すなわち面内記録と比べて格段に大きい記録磁界を見込んでいる。ＡＲＨは、ディスク上の実際の記録ヘッド(ＲＷＨ)である記録磁極(図１)と、ＲＬの下にある副記録磁極(ＳＷＰ)からなる。ＳＷＰは、ＳＵＬによって活性化される。ＳＵＬは、ＥＢＬによってＲＬから分離されており、記録処理時にＲＷＨの磁気ミラーイメージを生成する。これにより、ＲＬがＡＲＨのギャップ内に効果的に位置づけられ、ＲＬ内部に大きな記録磁界Ｈが見込まれる。しかしながら、この形状では、容易軸１２を有する標準的なグレーン１０によって示されているように、ＲＬ内の記録磁界Ｈが表面の垂直方向すなわちＲＬグレーンの垂直容易軸方向にほとんど揃ってしまう。記録磁界ＨとＲＬの容易軸が平行に揃ってしまうことは、より大きな記録磁界を磁化反転に要するという難点がある。トルクがグレーンの磁化に作用しないからである。また、記録磁界と容易軸の方向が一致していると、ＲＬグレーンの磁化反転時間が増加する(特許文献１)。こうした理由から、“傾けた”媒体が理論的に提案されているが、これは、より小さい記録磁界で磁化反転を行えるよう、また、反転時間を増大することなく磁化反転を行えるよう、ＲＬの磁化容易軸を表面垂線から約４５度傾けるものである(特許文献２)。
【０００４】
【特許文献１】M. Benakli et al., IEEE Trans. MAG37, 1564(2001)
【特許文献２】K.-Z. Gao and H. N.Bertram, IEEE Trans. MAG39, 704(2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、容易軸を傾けた高品質の記録媒体を得るための製法は知られていない。求められている垂直磁気記録媒体は、傾斜媒体と同様の磁化反転挙動を示し、また、従来の製法と完全に互換性のある垂直磁気記録媒体である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
垂直磁気記録ディスクなどの垂直磁気記録媒体であって、垂直記録磁界が印加されると、磁気トルクを垂直磁気記録層（ＲＬ）に及ぼす磁気“トルク”層（ＭＴＬ）を備えている。ＭＴＬは、つまり、ＲＬの磁化反転において書込みアシスト層として働く。ＭＴＬとＲＬの間に適切な強磁性結合力を提供するため、ＭＴＬとＲＬの間に結合層（ＣＬ）が配されている。ＭＴＬは、有効な面内方向磁化成分を持ち、その磁化容易軸はＲＬの容易軸と非平行である。ある実施例では、ＭＴＬはディスクの軟磁性下地層（ＳＵＬ）とＲＬの間に配され、ＣＬはＭＴＬとＲＬの間に配される。この実施例では、ＭＴＬとＣＬは、その上に高品質ＲＬの成長が容易な材料で形成する。もう一つの実施例では、ＣＬはＲＬ上に、ＭＴＬはＣＬ上に配される。
【０００７】
ＭＴＬの主たる目的は、書込み処理中にトルクを与えて書込み処理全体を支援することであるが、ＭＴＬはまた、外部磁界が印加されてないときも一定の磁化パターンを帯びて、これを全媒体信号に加えることもできる。
本発明の本質と利点をより完全に理解するには、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照してもらいたい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁化反転特性に優れた垂直磁気記録媒体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】
【０００９】
本発明は、薄い磁気“トルク”層(ＭＴＬ)と強磁性結合層(ＣＬ)を備えた垂直磁気記録媒体である。ＭＴＬは、有効な面内方向磁化成分を持ち、その磁化容易軸はＲＬの容易軸と非平行である。ＣＬは、ＭＴＬとＲＬの間に配され、適切な強磁性結合力をＭＴＬとＲＬの間に提供する。磁化容易軸が面内方向のＭＴＬは、本発明の特別な一実施形態である。図３は、書込み磁界を伴ったディスク形式媒体の断面図である。図３の実施例では、ＣＬとＭＴＬがＲＬより下に配されている。図３の拡大部分に示されているように、ＲＬ内の標準的グレーン１０は、容易軸１２に沿って、垂直すなわち面外方向に磁化され、ＲＬグレーン１０直下のＭＴＬ内の標準グレーン２０は、容易軸２２に沿って、ほぼ水平すなわち面内方向に磁化されている。ＭＴＬの磁化は完全に面内方向である必要はないが、相応の面内方向成分を有すべきであり、ＭＴＬの磁化の面外方向へのずれが４５度以内程度であれば確保されると思われる。垂直記録磁界Ｈが印加された状態において、ＭＴＬは磁気トルクをＲＬに加えてＲＬの磁化反転をアシストする書込みアシスト層として働く。ＭＴＬの主たる目的は、書込み処理中にトルクを与えて書込み処理全体を支援することであるが、ＭＴＬはまた、外部磁界が印加されてないときも一定の磁化パターンを帯びて、これを全媒体信号に加えることもできる。
【００１０】
本発明による媒体の利点を磁気モデルによる計算によって概算した。図４に模式的に示したモデルにおいて、ＭＴＬ−ＲＬグレーンは、互いに直交方向の１軸磁気異方性を有する２個の結合したStoner-Wohfrth粒子としてモデル化され、異方性定数Ｋを有する強磁性層の１軸磁気異方性とは、基本的に、すべての磁気モーメントが、容易軸と呼ばれる同じ軸に平行に向いて最小エネルギー状態になる傾向を意味する。１軸磁気異方性Ｋを有する強磁性層の異方磁界ＨＫは、磁化方向を反転させる場合に容易軸に沿って印加する必要のある磁界である。
【００１１】
本モデル化例では、ＲＬグレーンの特性として磁化をＭ１、異方性定数をＫ1、体積をＶ1、ＭＴＬは、磁化Ｍ１、異方性定数-Ｋ1、体積0.2Ｖ1としている。異方性定数の異なる符号は、直交関係の磁気異方性を表している。媒体として現実的な形状とするため、ＣＬはＲＬの厚さの５分の１と想定している。ＭＴＬの厚みが増すほど、より大きなトルクと書込みアシスト効果が期待されるが、厚過ぎると、他の記録特性が劣化する可能性がある。ＭＴＬとＲＬはＣＬを介し、強度Ｊの強磁性結合によって結合されている。強度Ｊの大きさは、ＲＬグレーンの異方性エネルギーに比例する値として、すなわち、Ｊ＝x・Ｋ1・Ｖ1で与えられる。モデル化計算では、静磁界Ｈが角度θで結合グレーン系に印加されているときのスイッチング磁界ＨＳを計算した。
【００１２】
図５は、結合強度Jを異なる値に設定した場合のスイッチング磁界ＨＳをグレーン配向角θの関数として計算結果を示す。図示された計算結果の単位は、ＨＫ((＝２・Ｋ1/Ｍ１)である。７本のカーブは、それぞれ、結合値Ｊを０から0.01刻みで0.06まで変化させた場合に相当する。Ｊ＝０におけるモデル計算は、ＭＴＬ無しＲＬの場合のＨＳを求めることに等しい。図５から分かるように、ＲＬをＭＴＬに結合すると、スイッチング磁界ＨＳが低減し、特にグレーンがほぼθ＝０にそろって配向された場合に低減が著しい。例えば、Ｊ＝0.06でθ＝０の場合のスイッチング磁界ＨＳは、ＭＴＬ無しの場合に必要なスイッチング磁界であるＨＫのおよそ７５％に過ぎない。
【００１３】
ディスクのすべての位置においてグレーン配向角θが一定のディスクを製造することは不可能であるため、θ値の分布に対して本発明をモデリングすることが重要である。図６は１例として、グレーン配向角θがガウス分布した場合のスイッチング磁界ＨＳの分布を示す。θのガウス分布は、中央値が０でＦＷＨＭが3.3度である。スイッチング磁界ＨＳの分布は、本発明にしたがいＲＬに結合したＭＴＬを有するディスク構造(J＝0.05)について、また、ＭＴＬを有しない従来のディスク構造(J＝0)について示されている。ＭＴＬへの結合により、スイッチング磁界の平均値＜ＨＳ＞と分布幅ΔＨＳのいずれも大幅に低減されることは明らかである。このように、ＭＴＬ型媒体は、書込み能力の向上が期待されるだけでなく、知られているように、スイッチング磁界のばらつきが大きいと媒体ジッタを大幅に増やすため、固有媒体ノイズの低減も期待される。このモデリングでは、また、θの分布が同じ場合(例えば図６のように、中央値が０でＦＷＨＭが3.3度)、Ｊが増大するにつれて、スイッチング磁界の平均値＜ＨＳ＞と相対分布幅ΔＨＳ／＜ＨＳ＞のいずれも低減することも示された。最大で＜ＨＳ＞は２０％、ΔＨＳ／＜ＨＳ＞は４５％の低減という大きな改善が見られた。モデリングでは、また、グレーンの配向が良好な媒体ほど大きな改善が得られることが明瞭になった。すなわち、ＭＴＬ型構造は最高品質のＲＬに対して特に効果を発揮することが期待される。
【００１４】
算出された改善効果は、高記録磁界が印加された場合における活性障壁が、ＲＬへ結合されたＭＴＬのトルクにより低められることによる。しかしながら、計算ではこうした形状において生じる実際の動的トルクと、それがスイッチング速度に及ぼす効果については考慮していない。こうした効果は、算出結果よりもさらに大きい場合も予想され、ＭＴＬ型媒体はさらに大きな改善をもたらす可能性がある。
【００１５】
次に、図３に示した本発明向きの代表的なディスク構造について説明する。ハードディスク基板は市販のいずれのガラス基板でもよいが、ＮｉＰで表面を被覆した従来のアルミニウム合金でもよい。シリコン、カナサイト、炭化珪素などの代替基板でもよい。
【００１６】
接着層すなわちＳＵＬを成長させるためのＯＬは、厚さが２〜５ｎｍのＡｌＴｉ合金もしくは、それに類似の材料でよい。ＳＵＬは、ＣｏＮｉＦｅ，ＦｅＣｏＢ，ＣｏＣｕＦｅ，ＮｉＦｅ，ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＮ，ＦｅＮ，ＦｅＴａＣ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅＢ，ＣｏＺｒＮｂといった透磁性材料で形成することができる。また、ＳＵＬは積層すなわち多層のＳＵＬにすることも可能で、その場合は、複数の軟磁性膜をＡｌやＣｏＣｒといった導電膜のような非磁性膜で分離して積層する。ＳＵＬは、また、複数の軟磁性膜を、反強磁性結合をもたらすＲｕ，Ｉｒ，Ｃｒなどの層間膜で分離して積層して形成してもよい。
【００１７】
ＥＢＬはＳＵＬの上に配される。ＥＢＬは、ＳＵＬの透磁性膜とＲＬの間の磁気交換結合を抑制するように作用し、また、ＲＬのエピタキシャル成長を容易化する役割ももつ。ＥＢＬは省略してもよいが、用いる場合は、５ｎｍの非磁性チタン(Ｔｉ)層；Ｓｉ，Ｇｅ，ＳｉＧｅ合金といった非導電層；Ｃｒ，Ｒｕ，Ｗ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｌなどの金属層；非晶質のＣｒＴｉ，ＮｉＰといった金属合金層；ＣＮX，ＣＨX，Ｃといった非晶質炭素層；あるいは、Ｓｉ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂといった元素の酸化物や窒化物または炭化物の層として形成できる。ＥＢＬを採用する場合は、ＥＢＬを堆積する前にシード層をＳＵＬの上に形成してもよい。たとえば、ＲｕをＥＢＬとして用いる場合、厚さ５〜２０ｎｍのＲｕのＥＢＬを形成する前に２〜４ｎｍのＮｉＦｅシード層を堆積することになろう。
【００１８】
ＲＬは、垂直磁気異方性を示す既知の非晶質、結晶質のいずれの材料や構造であってもよい。たとえば、Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｂなどの酸化物を含有、非含有のＣｏＰｔやＣｏＰｔＣｒなどの粒状多結晶コバルト合金層であってもよい。また、Ｃｏ／Ｐｔ，Ｃｏ／Ｐｄ，Ｆｅ／Ｐｔ，Ｆｅ／Ｐｄなど、垂直磁気異方性を有する複数の層から成る多層構造のＲＬであってもよい。また、希土類元素を含有するＣｏＳｍ，ＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＦｅといった合金からなる垂直磁気層もＲＬに適している。ＲＬの厚さは通常、１０〜２５ｎｍである。ＲＬの上に形成するＯＣは、非晶質の 塔_イアモンド状白Y素膜でも、窒化珪素など他の既知の保護オーバーコートでもよい。
【００１９】
図３の実施例では、ＭＴＬとＣＬがＲＬの下側に配されており、ＭＴＬは、ＭＴＬ／ＣＬ構造の上に高性能ＲＬが成長可能な材料で形成すべきである。たとえば、底面に磁化容易軸を有する六方最密(hcp)構造となる材料でＭＴＬを形成することができる。ＭＴＬのｃ軸は垂直すなわち面外方向となり、同様に垂直のｃ軸を有するＣＬおよびＲＬの整合的エピタキシャル成長を促進する。また、その上に成長させるＥＢＬ材料と親和性があり、ＣＬとＲＬに良好なテンプレートを提供するような材料を用いるべきである。ＭＴＬの底面内磁化容易軸は、ＭＴＬがかなりの静磁場の影響を受けるため、ＭＴＬ材料の結晶磁気異方性にのみ依拠する必要はない。つまり、静磁場の影響が結晶磁気異方性Ｋよりも大きい限り（２p・Ｍｓ2＞K）、ＭＴＬは、実質的に面内方向（面外へのずれが４５度未満）に磁化された残留磁気状態を示す。これは、両寄与分の差が実効Ｋeffとなるからである（Ｋeff＝Ｋ−(２ｐ・ＭＳ2)。ここでは、正のＫ値が、面外ｃ軸に平行の結晶磁気容易軸を有する材料に該当する。したがって、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＢ，ＣｏＲｕ，ＣｏＲｕＣｒ，ＣｏＲｕＣｒＢ，ＣｏＴａおよびＰｔ含有量が小さい（原子百分率で１２パーセント未満）ＣｏＰｔＣｒＢがＭＴＬの材料として適している。これらの合金には、酸化珪素や、Ｔａ，Ｔｉ，Ｂなど他の酸化物を最大原子百分率１５パーセントの割合で加えてもよい。ＭＴＬは、比較的、低強磁性の構成要素で、保磁力は2000 Oe未満である。ＭＴＬの厚さは１〜１０ｎｍ,好ましくは、１〜５ｎｍである。
【００２０】
ＭＴＬとＣＬがＲＬの下側に配されている図３の実施例の場合、ＣＬは、ＭＴＬとＲＬの間に軽度の強磁性結合を実現するだけでなく、ＲＬの成長が容易であることが求められる。したがって、軽度の強磁性結合を実現可能で、選択したＭＴＬ材料上に良好に製膜可能で、ＲＬに対して良好なテンプレートを提供可能なhcp材料が有力な選択肢である。たとえば、ＣＬは、Ｃｏ含有量が少ない（＜原子百分率約４０％）ＲｕＣｏやＲｕＣｏＣｒ、ＣｒやＢの含有量が多い（Ｃｒ+Ｂ＞原子百分率約３０％）ＣｏＣｒやＣｏＣｒＢといった合金で形成することができる。これらの合金には、酸化珪素や、Ｔａ，Ｔｉ，Ｂなど他の酸化物を最大原子百分率１５パーセントの割合で加えてもよい。ＣＬの厚さは０．５〜１０ｎｍ、好ましくは、０．５〜３ｎｍである。ＣＬは、適切な結合力を提供する必要があるため、非磁性体か低強磁性体のいずれかでなければならない。結合力Ｊとしては、スイッチング磁界（およびスイッチング磁界の分布）に相応の影響を与えなければならないが、２層の挙動を一体化するほど大きな結合力であってはならない。したがって、適切なＪの範囲の上限はＫ1*Ｖ1であり,好ましくは、Ｊ＝0.03〜0.4を実現する。
【００２１】
図7は、ＣＬとＭＴＬをＲＬの上側に配した本発明の第２の実施例を示す。ＣＬとＭＴＬは前記と同様に機能する。図３の実施例の利点は、ＲＬがディスク表面のより近くに配置されるため、記録／再生ヘッドのより近くに位置づけられることである。しかしながら、図７のようにＣＬとＭＴＬをＲＬの上側に配した場合、ＣＬとＭＴＬには、ＲＬ成長の良好なテンプレートとしての役割を要求されることはない。
【００２２】
以上、好適な実施例を参照しながら、本発明を詳細に示し説明したが、当業者であれば、発明の趣旨と範囲を逸脱しないで形状や内容の様々な変更が可能であることが理解されよう。したがって、開示された発明は、発明を説明する以上のものでなく、発明の範囲は添付の特許請求の範囲でのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の垂直磁気記録システムの模式図である。
【図２】従来の垂直磁気記録ディスクの模式断面図で、記録層(ＲＬ)に働く記録磁界Ｈを示している。
【図３】本発明の第１の実施例による垂直磁気記録ディスクの模式断面図である。記録層(ＲＬ)に働く記録磁界Ｈ、記録層に強磁性結合層(ＣＬ)によって結合されている磁気トルク層(ＭＴＬ)が示されている。ＣＬとＭＴＬは、ＲＬよりも下に配されている。
【図４】本発明による記録層(ＲＬ)と磁気トルク層(ＭＴＬ)の磁気グレーンモデルを示す模式図である。各層の磁化容易軸が示されている。
【図５】結合強度Jの値を変えた場合のスイッチング磁界ＨＳをグレーン配向角θの関数として算出したグラフである。単位はＨＫ。
【図６】グレーン配向角θがガウス分布している場合のスイッチング磁界ＨＳの分布図である。θのガウス分布は、中央値が０で全幅半値(FWHM)が３．３度。本発明にしたがいＲＬに結合したＭＴＬを有するディスク構造(J＝0.05)について、また、ＭＴＬを有しない従来のディスク構造(J＝0)について示した。
【図７】本発明の第２の実施例による垂直磁気記録 ディスクの模式断面図である。記録層(ＲＬ)に働く記録磁界Ｈ、記録層に強磁性結合層(ＣＬ)によって結合されている磁気トルク層(ＭＴＬ)が示されている。ＣＬとＭＴＬは、ＲＬよりも上に配されている。
【符号の説明】
【００２４】
ＯＬ…シード層、
ＳＵＬ…透磁性下地層、
ＥＢＬ…交換ブレーク層、
ＭＴＬ…磁気トルク層、
ＣＬ…結合層、
ＲＬ…垂直磁気記録層、
ＯＣ…オーバーコート、
ＲＷＨ…記録ヘッド、
ＳＷＰ…副記録磁極、
Ｈ…静磁界
１０…ＲＬグレーン、
１２…容易軸、
２０…ＭＴＬグレーン、
２２…容易軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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