(57)【要約】磁気記録およびデータ記憶に用いられる垂直型磁気媒体が記載されている。例えば、磁気媒体には、基板と、基板上に形成されたチタン層と、チタン層上に形成された白金層と、白金層上に形成された多層磁性積層体とが含まれる。チタン層は、白金層の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。同様に、白金層は、多層磁性積層体の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。このようにして、高垂直磁性異方性を得られ、記憶密度が増大することができる。
2005523550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたチタンシード層と、
前記チタン層上に形成された白金シード層と、
前記白金層上に形成された多層磁性積層体とを含み、前記多層磁性積層体が、各層が約３ｎｍ以下の厚さを有する複数の層を有している磁性記録媒体。
【請求項２】
前記多層磁性積層体が、白金とコバルトの交互の層を含み、前記多層積層体中の前記白金層が約０．５〜２．５ｎｍの厚さを画定しており、前記多層積層体中の前記コバルト層が約０．１５〜１．０ｎｍの厚さを画定している、請求項１に記載の媒体。
【請求項３】
前記多層磁性積層体が、パラジウムとコバルトの交互の層の対を含み、前記多層積層体中の前記パラジウム層が約０．３〜１．８ｎｍの厚さを画定しており、前記多層積層体中の前記コバルト層が約０．１５〜１．０ｎｍの厚さを画定している、請求項１に記載の媒体。
【請求項４】
前記多層磁性積層体上に形成されたバリア層をさらに含む、請求項１に記載の媒体。
【請求項５】
前記チタンシード層と前記基板との間に形成された磁性下層をさらに含む、請求項１に記載の媒体。
【請求項６】
前記媒体が約２０００〜１０，０００  Ｏｅの保磁力を示す、請求項１に記載の媒体。
【請求項７】
前記媒体が保磁力の３０パーセント未満のスイッチングフィールドディストリビューション（ＳＦＤ）を有するヒステリシス曲線を示す、請求項６に記載の磁性媒体。
【請求項８】
前記媒体が４．０＊１０６ｅｒｇｓ／ｃｍ３を超える異方性を示す、請求項７に記載の媒体。
【請求項９】
磁気記憶媒体と、
前記媒体の磁区を検出するヘッドと、
前記媒体に対してヘッドの位置を制御するコントローラと、
検出された磁区を解釈するプロセッサ信号とを含み、
基板と、前記基板上に形成されたチタンシード層と、前記チタン層上に形成された白金シード層と、前記白金層上に形成された多層磁性積層体とを含む磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記装置が、磁気テープドライブ、磁気ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブおよび磁気テープカートリッジドライブの群より選択される装置を含む、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記憶媒体に関し、特に垂直型磁気媒体に関する。
【従来技術】
【０００２】
多くの種類の磁気データ記憶媒体が情報を記憶するために開発されている。例えば、磁気ハードドライブ、磁気ディスケット、磁気テープ、磁気テープカートリッジ、光磁気ディスク等のようなハイブリッド磁気媒体がある。データ記憶密度を増やすことが、新たな改善された種類の磁気データ記憶媒体の開発の最大の目標である。コスト削減も目標の１つである。
【０００３】
磁気媒体は、一般に、強磁性原理に従って機能する。例えば、磁気媒体表面を、多層磁気積層体または磁気合金の形態にある一層以上の磁気層でコートしてもよい。磁気層上で画定される磁区の局所磁化は、データをコード化するために選択的に配向させることができる。局所磁化は、記録データを読み取るために検出され解釈される。ヒステリシス曲線は、通常、磁界の印加と除去に応じて磁区がどのように配向または再配向されるかを画定するものである。
【０００４】
磁気媒体の記憶密度を増大し、品質および信頼性を改善するために数多くの技術が開発されている。例えば、磁気媒体の品質および性能を改善するために、新たな改善されたコーティングが何年にもわたって開発されている。後に成膜される磁気層の品質および性能を高めるためにシード層も開発されている。シード層とは、後に成膜される層の結晶テクスチャーを制御したり、画定することのできる磁気媒体の層のことを指す。例えば、シード層は結晶相、後に成膜される層の結晶配向を画定し、後に成膜される層の磁気特性を改善する。
【０００５】
磁気媒体は長手型か垂直型として分類することができる。従来の磁気媒体の多くは長手型である。長手型媒体においては、磁気異方性が媒体面に平行に延びている。すなわち、長手型媒体においては、個々の磁区の磁気配向が、一般に、媒体表面に平行である。
【０００６】
一方、垂直型媒体においては、磁気異方性が媒体面に垂直である。すなわち、垂直型媒体においては、個々の磁区の磁気配向が、一般に、媒体表面に垂直である。垂直型媒体だと、長手型媒体よりも高い記憶密度が得られる。高密度記録に適切な垂直型磁気特性は、限られた数の材料でしか現在のところ得られていない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
全般に、本発明は、磁気記録およびデータ記憶に用いられる垂直型磁気媒体に係る。例えば、磁気媒体には、基板と、基板上に形成されたチタン層と、チタン層上に形成された白金層と、白金層上に形成された多層磁気積層体とが含まれる。多層積層体の個々の層は、それぞれ約３ｎｍ未満の厚さを有している。詳細については後述してある通りだが、チタン層は、白金層の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。同様に、白金層は、多層磁気積層体の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。このようにして、高垂直磁性異方性が得られ、記憶密度が増大する。
【０００８】
基板は、ガラス、プラスチック、有機樹脂、金属またはその他好適な基板材料を含む。記載した構造および組成は、プラスチック基板を用いるときは、多くの従来の媒体とは異なって作製に高温を必要としないため、特に有利である。従って、本発明は、高温処理を避け、プラスチック基板を用いるのを促すことによって、媒体のコストを下げるものである。
【０００９】
チタン層はチタンまたはチタン合金を含んでいてよい。チタン層は、約１〜１００ｎｍ、好ましくは約２〜５０ｎｍ、より好ましくは約２〜４０ｎｍの厚さを画定する。例えば、チタン層は約１０ｎｍの厚さを画定する。白金層は白金または場合により白金合金を含んでいてよい。白金層は、約１〜２０ｎｍ、より具体的には約２〜１０ｎｍの厚さを画定する。
【００１０】
多層磁性積層体は、白金とコバルトの交互の層の対を含んでいる。この場合、多層積層体の白金層はそれぞれ約０．５〜２．５ｎｍの厚さ、例えば、約１．０ｎｍの厚さを画定し、多層積層体のコバルト層はそれぞれ約０．１５〜１．０ｎｍ、例えば、約０．３５ｎｍの厚さを画定している。白金とコバルトの交互の層の対の数は５〜５０の全てを含み、さらには９〜３０の全てを含む。例えば、１８対の白金とコバルトの交互の層を用いることができる。従って、多層積層体の全体の厚さは約５〜５０ｎｍである。
【００１１】
チタン層は、（０００１）配列の稠密六方（ＨＣＰ）結晶子を含む。白金層は、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含む。多層磁性積層体は、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含む白金とコバルトの交互の層の対を含んでいる。磁気記録媒体は、２０００〜１０，０００  Ｏｅの保磁力を示す。さらに、磁気記録媒体は、保磁力の３０パーセント未満のスイッチングフィールドディストリビューション（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ＳＦＤ））を有するヒステリシス曲線および保磁力の８０パーセントを超える核形成の場を示す。媒体は、４．０＊１０６ｅｒｇｓ／ｃｍ３を超える異方性を示す。
【００１２】
他の実施形態において、多層磁性積層体は、パラジウムとコバルトの交互の層の対を含んでいる。この場合、シード層はチタン層を含み、これにパラジウムシード層が続いている。多層積層体のパラジウム層は、約０．３〜１．８ｎｍの厚さを画定し、多層積層体のコバルト層は約０．１５〜１．０ｎｍの厚さを画定する。特に、多層磁性積層体は、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含むパラジウムとコバルトの交互の層の対を含んでいる。多層積層体のパラジウムとコバルトの交互の層の対の数は５〜５０の全てを含む。
【００１３】
他の実施形態において、本発明は、磁気テープドライブ、磁気ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブまたは磁気テープカートリッジドライブのような磁気記憶装置に係る。いずれにしても、磁気記憶装置には、磁気記憶媒体と、媒体の磁区を検出するヘッドと、媒体に対してヘッドの位置を制御するコントローラと、検出された磁区を解釈するプロセッサ信号とが含まれる。磁気記憶媒体には、基板と、基板上に形成されたチタン層と、チタン層上に形成された白金層と、白金層上に形成された多層磁性積層体とが含まれる。
【００１４】
本発明は、いくつかの利点を与えることができる。例えば、本発明の原理による垂直型磁気媒体だと、従来の長手型媒体よりも高い記憶密度が得られる。後述する構造および組成だとまた、従来の長手型およびその他の垂直型記録媒体よりも熱崩壊に対する安定性も改善する。本発明はまた、低温薄膜プロセスとも互換性がある。さらに、低温薄膜処理だと、プラスチック基板が使用でき、これによって媒体に係るコストが低下しうる。本発明を用いると、異方性、保磁力、ならびに様々な層の結晶相および結晶配向をはじめとする結晶テクスチャを改善することができる。
【００１５】
これらおよびその他の実施形態の更なる詳細については、添付の図面および以下の説明に示してある。その他の特徴、目的および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は垂直型磁気媒体に係る。垂直型媒体とは、異方性が媒体表面に垂直な磁気媒体のことを指す。これとは対照的に、長手型媒体とは、磁気異方性が媒体表面にほぼ平行な磁気媒体のことを指す。垂直型媒体だと、長手型媒体よりも高い記憶密度が得られる。本発明によれば、垂直型磁気媒体は、媒体表面に垂直な異方性を有する多層磁性積層体を含むと記載されている。
【００１７】
この開示において、多層積層体という用語は、個々の層の厚さが約３ｎｍ未満という層の集まりのことを指す。かかる多層積層体は、ナノ層積層体と呼ばれることもある。例えば、多層積層体は、それぞれが約３．０ｎｍ未満の厚さで成膜された２種類以上の材料の積層体を含んでいてもよい。例えば、個々の層は交互の構成で成膜される。多層積層体の各層は、約０．１〜３．０ｎｍの層厚を有している。一実施例によれば、２種類の材料を多層積層体に用い、交互の構成が積層体中の層の対を画定している。この場合、多層積層体中の対の数は５〜５０であるが、本発明は必ずしもこれに限られるわけではない。他の場合には、３層以上の異なる層が多層積層体の周期を画定しうる。周期は、積層体中の層の対と類似しているが、約３．０ｎｍ未満の厚さまで成膜された異なる３層以上の層が含まれていてもよい。
【００１８】
多層積層体は、磁気記録用の磁気構造を提供し、この目的で用いるコバルト合金の代替として有用である。詳細については後述してある通りであるが、チタンシード層、そしてこれに続く白金チタン層が多層積層体を有する垂直型磁気媒体の実現を促して、磁気記録用磁気構造を提供する。さらに、チタンそして白金シード層は、従来の媒体製造に必要とされる高温薄膜成膜を必要とすることなく垂直型媒体の作製を促す。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態による例証の磁気記録媒体１０の拡大側面断面図である。例えば、磁気記録媒体１０は磁気ハードドライブ、磁気ディスケット、磁気テープ等であってもよい。いずれにしても、磁気媒体１０には、基板１２、基板１０上に形成されたチタン層１４と、チタン層１４上に形成された白金層１６と、白金層１６上に形成された多層磁気積層体１８とが含まれる。媒体製造プロセス中に、様々な従来の成膜技術を用いて、様々な層を互いに成膜することができる。成膜技術としては、ｅ−ビーム蒸発、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング等といった様々な形態のスパッタリング等が例示される。さらに、基板１２とチタン層１４との間の封止層のようなその他の層を含めてもよい。また、パーマロイ層のような軟性磁気下層を基板１２とチタン層１４との間に与えてもよい。
【００２０】
詳細については後述してある通りだが、チタン層１４は、白金層１６の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。同様に、白金層１６は、異方性が媒体表面に垂直となるように、多層磁性積層体１８の結晶テクスチャを改善するためのシード層を与える。このようにして、高垂直磁性異方性が得られ、記憶密度が増大する。所望であれば、一層以上のバリア層といった層をさらに多層積層体１８上に加えて、剛性または安定性を改善したり、ヘッド飛散性を改善したりすることができる。
【００２１】
基板１２は、ガラス、プラスチック、有機樹脂、金属またはその他好適な基板材料を含む。記載した構造および組成は、プラスチック基板を用いるときは、他の従来の媒体の作製では必要とされる高温を排除できるため、特に有用である。すなわち、本発明は、プラスチック基板を含む媒体に垂直磁気異方性を実現できる。基板材料としてプラスチックを用いることは、即時に、かつ容易に射出成形でき、比較的低コストで形成できるため有利である。本発明によれば、多層磁性積層体を含む垂直型磁気媒体は、５０Ｃ未満、４０Ｃ未満、さらには３０Ｃ未満の温度で実施される成膜プロセスにより作製することができる。場合によっては、媒体は、室温、すなわち、約２４Ｃまたはそれに近い温度で実施される成膜プロセスにより作製することができる。
【００２２】
チタン層１４はチタンまたはＴｉ９０Ｃｒ１０のようなチタン合金を含んでいてよい。チタン層１４は、約１〜１００ｎｍ、約２〜５０ｎｍ、約５〜４０ｎｍの厚さを画定する。例えば、チタン層１４は約１０ｎｍの厚さを画定する。白金層１６は白金または白金−パラジウム合金のような白金合金を含んでいてよい。白金層１６は、約１〜２０ｎｍ、より具体的には約２〜１０ｎｍの厚さを画定する。
【００２３】
一実施形態において、多層磁性積層体１８は、白金とコバルトの交互の層の対を含んでいる。他の実施形態において、多層磁性積層体１８は、パラジウムとコバルトの交互の層の対を含んでいる。さらに他の実施形態において、３層以上の異なる層を多層積層体中に含めてもよい。チタン層１４そして白金層１６を成膜することにより、後に成膜される多層積層体において高い垂直磁気異方性が得られる。このようにして、従来のコバルト合金に比べて改善された垂直磁性異方性が得られる。説明した媒体を作製するための成膜プロセスはまた、上に挙げた一つ以上のものよりも低い温度で実施することができるため、基板１２に様々なプラスチック材料を用いることが促される。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態による例証の磁気記録媒体の一部拡大側面断面図である。図示される通り、媒体１０Ａには、基板１２Ａと、基板１０Ａ上に形成されたチタン層１４Ａと、チタン層１４Ａ上に形成された白金層１６Ａと、白金層１６Ａ上に形成された多層磁性積層体１８Ａとが含まれる。同じく、ある実施形態においては、基板を封止するための封止層や記録密度をさらに向上させるための磁気下層といった追加の層を含めてもよい。
【００２５】
図２に示す様々な層には、異なる層の結晶テクスチャを説明するためにラベルが付してある。「結晶テクスチャ」という用語は、層の結晶相と結晶配向を集合的に指す。図示する通り、チタン層１４は、（０００１）配列の稠密六方（ＨＣＰ）結晶子を含む。すなわち、チタン層１４Ａの結晶相はＨＣＰであり、結晶配向は（０００１）である。「（０００１）」という記号は、結晶子のＣ軸がフィルム面に実質的に垂直である配向のことを指す。チタン層１４が、（０００１）配列の稠密六方（ＨＣＰ）結晶子から本質的になる場合もある。白金層１６Ａは、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含む。すなわち、白金層１６Ａの結晶相はＦＣＣであり、結晶配向は（１１１）である。白金層１６Ａが、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子から本質的になる場合もある。多層磁性積層体１８Ａは、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含む白金とコバルトの交互の層の対２６Ａ〜２６Ｇ（周期と呼ばれることもある）を含んでいる。白金とコバルトの交互の層の対２６Ａ〜２６Ｇが、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子から本質的になる場合もある。
【００２６】
多層積層体の白金層は、約０．５〜２．５ｎｍの厚さ、例えば、約１．０ｎｍの厚さを画定し、多層積層体のコバルト層は、約０．１５〜１．０ｎｍ、例えば、約０．３５ｎｍの厚さを画定している。白金とコバルトの交互の層の対２６の数は５〜５０の全てを含み、さらには９〜２０の全てを含む。例えば、１８対の白金とコバルトの交互の層を用いることができる。多層積層体１８Ａの全体の厚さは約５〜５０ｎｍである。しかしながら、例証した実施形態においては単純化のために、白金とコバルトの交互の層の７対２６Ａ〜２６Ｇが示されている。媒体１０Ａは、４．０＊１０６ｅｒｇｓ／ｃｍ３を超える磁気異方性を示す。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態による例証の磁気記録媒体の他の一部拡大側面断面図である。図示される通り、媒体１０Ｂには、基板１２Ｂと、基板１２Ｂ上に形成されたチタン層１４Ｂと、チタン層１４Ｂ上に形成されたパラジウム層３４と、パラジウム層３４上に形成された多層磁性積層体１８Ｂとが含まれる。ある実施形態においては、追加の層を含めてもよい。
【００２８】
図３の実施例において、多層磁性積層体は、パラジウムとコバルトの交互の層の対３６Ａ〜３６Ｇを含んでいる。この場合、多層積層体１８Ｂのパラジウム層は、約０．３〜１．８ｎｍの厚さを画定し、多層積層体１８Ｂのコバルト層は約０．１５〜１．０ｎｍの厚さを画定している。パラジウムとコバルトの交互の層の対３６の数は５〜５０の全てを含む。多層積層体１８Ｂの全体の厚さは約５〜５０ｎｍである。しかしながら、単純化のために、パラジウムとコバルトの交互の層の７対３６Ａ〜３６Ｇが示されている。
【００２９】
図３に記してある通り、チタン層１４Ｂは、（０００１）配列の稠密六方（ＨＣＰ）結晶子を含み、パラジウム層３４は（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含む。場合によっては、チタン層１４Ｂは、（０００１）配列の稠密六方（ＨＣＰ）結晶子から本質的になり、パラジウム層３４は（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子から本質的になる。多層磁性積層体１８Ｂは、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子を含むパラジウムとコバルトの交互の層の対３６Ａ〜３６Ｇを含んでいる。パラジウムとコバルトの交互の層の対３６Ａ〜３６Ｇが、（１１１）配列の面心立方（ＦＣＣ）結晶子から本質的になる場合もある。
【００３０】
さらに他の実施形態において、媒体は、チタン、そして白金シード層、続いてパラジウムとコバルトの交互の層を含む多層積層体を含む。また、媒体は、チタン、そしてパラジウムシード層、続いてパラジウムとコバルトの交互の層を含む多層積層体を含む。すなわち、パラジウムと白金は、様々な異なる実施形態において互いに置き換えることができる。パラジウム−白金合金を用いる場合もある。多層積層体の成膜中、コバルトをまず成膜したり、あるいは、図２および３に示すようにパラジウムまたは白金をまず成膜してもよい。これらおよびその他の修正もこの開示内容により明らかとなろう。
【００３１】
図４は、本明細書に記載した１つ以上の実施形態に沿った様々な品質の媒体を説明するのに用いるヒステリシス曲線のグラフである。特に、媒体１０は、約２０００〜１０，０００  Ｏｅの保磁力（ＨＣ）を示す。保磁力とは、ある磁化を反転するのに必要な磁界強度のことを指す。例えば、磁気記録媒体１０は、約２０００  Ｏｅを超える、約５０００  Ｏｅを超える、または約７０００  Ｏｅを超える保磁力を示す。高保磁力だと、媒体１０の磁気安定性および信頼性が改善される。
【００３２】
さらに、媒体１０は、保磁力（ＨＣ）の３０パーセント未満のスイッチングフィールドディストリビューション（ＳＦＤ）を有するヒステリシス曲線および保磁力（ＨＣ）の８０パーセントを超える核形成の場（ＨＮ）を示す。スイッチングフィールドディストリビューションとは、ある磁化を完全に反転できる磁界強度の間隔のことを指す。保磁力に対してスイッチングフィールドディストリビューションが小さいと、信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を改善することにより、媒体１０の記録性能がさらに改善される。スイッチングフィールド中のＭ（Ｈ）、すなわち、ＳＦＤ中のヒステリシス曲線の勾配は、図４に示すように直線状または非直線状に変化する。核形成の場とは、磁化が切り替わり始めるときの、磁界強度点のことを指す。保磁力に対して核形成の場が大きいと、媒体１０の磁気安定性および信頼性が改善される。
【００３３】
図５および６は、本明細書に記載された媒体にデータを読み書きするのに用いる磁気記憶装置の例証のブロック図である。図５に示すように、磁気記憶装置５０は、ディスク形状の媒体１０Ｃと共に用いてもよい。この場合、磁気記憶装置５０は、磁気ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ等を含んでいてもよい。磁気記憶媒体１０Ｃには、基板と、基板上に形成されたチタン層と、チタン層上に形成された白金層と、白金層上に形成された多層磁性積層体とが含まれる。スピンドル５１を用いて、媒体１０Ｃをスピンし、読み／書きヘッド５３を配置して媒体１０Ｃの磁区を検出する。コントローラ５５は、スピンドル５１および／または読み／書きヘッド５３を制御して、媒体１０Ｃに対して読み書きヘッド５３を正確に配置する。プロセッサ信号５７が検出された磁区を解釈する。
【００３４】
例証した通り、磁気記憶装置５０は、インターフェース５９を介してコンピュータ５８に結合される。例えば、コンピュータ５８は、例えば、ＰＣ、マッキントッシュ、コンピュータワークステーション、手持形データ端末機、パームコンピュータ、携帯電話、デジタルペーパー、デジタルテレビ、ワイヤレス装置（この場合、インターフェース５９はワイヤレスであろう）、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルレコーディング装置等をはじめとする様々なコンピュータ装置用の中央演算処理装置を含む。
【００３５】
図６に示すように、磁気記憶装置６０は、磁気テープを含む媒体１０Ｄと共に用いてもよい。この場合、磁気記憶装置６０は、磁気テープドライブ、磁気テープカートリッジドライブ等を含んでいてもよい。媒体１０Ｄは、１つ以上のスプール６１Ａおよび６１Ｂにスプールされた磁気テープを含んでいてもよい。スプール６１は、カートリッジに囲まれているが、本発明はこれに限られるものではない。磁気テープ形態の磁気記憶媒体１０Ｄには、基板と、基板上に形成されたチタンシード層と、チタン層上に形成された白金シード層と、白金層上に形成された多層磁性積層体とが含まれる。読み／書きヘッド６３が配置されて、媒体１０Ｄの磁区を検出しうる。コントローラ６５は、読み／書きヘッド６３の配置および、スプール６１Ａおよび／または６１Ｂを回転させることによる等して媒体１０Ｄの動きを制御して、媒体１０Ｄに対して読み書きヘッド６３を正確に配置する。プロセッサ信号６７が検出された磁区を解釈する。
【００３６】
図５と同様に、図６の磁気記憶装置６０は、インターフェース５９を介してコンピュータ５８に結合される。ここでも、コンピュータ５８は、例えば、ＰＣ、マッキントッシュ、コンピュータワークステーション、手持形データ端末機、パームコンピュータ、携帯電話、デジタルペーパー、デジタルテレビ、ワイヤレス装置、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルレコーディング装置等をはじめとする様々なコンピュータ装置用の中央演算処理装置を含む。
【００３７】
本発明は、数多くの利点を与えることができる。特に、本発明の原理による垂直型磁気媒体だと、従来の長手型媒体よりも高い記憶密度が得られる。後述する構造および組成が、従来の媒体よりも熱崩壊に対する安定性を改善しうる。さらに、本発明はまた、低温薄膜プロセスとも互換性がある。低温薄膜成膜プロセスではプラスチック基板が使用でき、これによって媒体のコストを減らすことができる。本発明を用いて、様々な層の結晶相および結晶子配向を改善することによる等して、図２および３を参照して示し説明した媒体の結晶テクスチャを改善することができる。
【００３８】
本発明を用いるとまた、図４のグラフを参照して示し説明したように、媒体の保磁力、スイッチングフィールドディストリビューションおよび／または核形成の場も改善できる。磁気異方性もまた改善することができる。簡単に述べると、本明細書に記載した原理に従って、垂直型媒体の改善を実現することができる。以下の実施例によって、本発明による媒体をさらに説明する。
【実施例】
【００３９】
以下の７つの実施例の薄膜を、平床を備えた高真空スパッタリングシステム中でコートした。平床を主軸周囲に回転させて、システムのスパッタ源の逆の基板を繰り返し通過させるか、または平床を指定した時間の間隔で特定のスパッタ源に直接逆の位置に基板を固定させた。操作のいずれのモードにおいても、図７に示すように、基板を短軸周囲で回転させた。全ての実施例において、基板は室温付近、すなわち、約２４Ｃであった。成膜中、基板は能動的には加熱しなかった。
【００４０】
全実施例で用いたスパッタ源はＤＣマグネトロンであった。システム中の源はＴｉ源、Ｃ源、２つのＣｏ源および２つのＰｔ源を含んでいた。Ｔｉ、ＣおよびＣｏスパッタ源の直径は全て１５ｃｍであった。Ｐｔ源は直径７．５ｃｍであり、互いに５ｍｍ未満離れてカソード設置シールドと並置されていた。全ての実施例においてＡｒをスパッタリングガスとして用いた。スパッタ源カソードの前部から源の直接逆の基板までの距離は約１０ｃｍであった。Ｍ（Ｈ）測定結果、すなわち、各実施例に示したヒステリシス曲線は、ＡＤＥテクノロジーズ（ＡＤＥ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）ＤＭＳ型番８８０ＶＳＭ（振動試料磁力計）を用いて得られた。Ｘ線回折結果は、シーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）Ｄ５００５Ｘ線回折装置を用いて得られた。
【００４１】
実施例１
本実施例においては、ソーダ石灰ガラス基板を平板試料パターン上に装着した。システムを１．２Ｅ−９トルの底面圧までポンピングした。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度を用いて、１ｋＷの電源および２ｍＴのＡｒ圧力でＴｉを２．５ｎｍ成膜した。次に、基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および２．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、７５Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを２ｎｍ成膜した。Ｃｏ０．３５ｎｍとＰｔ１．０ｎｍの交互の層を、０．１２ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および２．８８ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で平板により成膜した。２つのＣｏ源はそれぞれ１０９Ｗで操作し、２つのＰｔ源はそれぞれ８３Ｗで操作した。周期９でＣｏ／Ｐｔを合計で１２．２ｎｍの厚さまでコートした。Ｃｏはコートされる第１の層であった。Ｃｏ／Ｐｔ多層成膜中のＡｒ圧力は４０ｍＴであった。最終的に、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるＣ源によりＣを６ｎｍ成膜した。
【００４２】
実施例１に従って作製した試料についての測定されたＭ（Ｈ）ループ、すなわち、ヒステリシス曲線を図８に示す。ＨＣ＝３９４８  Ｏｅ。ＨＮ＝３５００  Ｏｅ。ＳＦＤの合計範囲は１０００  Ｏｅ未満である。
【００４３】
実施例２
本実施例においては、ソーダ石灰ガラス基板を平板試料パターン上に装着した。システムを３．５Ｅ−９トルの底面圧までポンピングした。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度を用いて、１ｋＷの電源および２ｍＴのＡｒ圧力でＴｉを４０ｎｍ成膜した。次に、基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、１５０Ｗおよび４０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを１０ｎｍ成膜した。Ｃｏ０．３５ｎｍとＰｔ１．０ｎｍの交互の層を、０．２５ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および４．０２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で平板により成膜した。２つのＣｏ源はそれぞれ２１９Ｗで操作し、２つのＰｔ源はそれぞれ１６７Ｗで操作した。周期９でＣｏ／Ｐｔを合計で１２．２ｎｍの厚さまでコートした。Ｃｏはコートされる第１の層であった。Ｃｏ／Ｐｔ多層成膜中のＡｒ圧力は４０ｍＴであった。最終的に、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗで操作されるＣ源および２ｍＴのＡｒ圧力でＣを１２ｎｍ成膜した。
【００４４】
実施例２に従って作製した試料についての測定されたＭ（Ｈ）ループ、すなわち、ヒステリシス曲線を図９に示す。ＨＣ＝５１３６  Ｏｅ。ＨＮ＝４５００  Ｏｅ。ＳＦＤの合計範囲は１４００  Ｏｅである。
【００４５】
実施例３
本実施例の薄膜試料を、１８周期のＣｏ／Ｐｔを合計で２４．４ｎｍの厚さまでコートした以外は実施例２と同じ手順で作製した。システムの出発底面圧は１．２Ｅ−９トルであった。
【００４６】
実施例３に従って作製した試料についての測定されたＭ（Ｈ）ループ、すなわち、ヒステリシス曲線を図１０に示す。ＨＣ＝５２３９  Ｏｅ。ＨＮ〜２９００  Ｏｅ。ＳＦＤの合計範囲は約４０００  Ｏｅである。
【００４７】
実施例４
本実施例においては、ポリカーボネートディスク基板を平板試料パターン上に装着した。システムを１．４Ｅ−８トルの底面圧までポンピングした。まず、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるＣ源によりＣを１２ｎｍ成膜した。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度により、１ｋＷの電源および２ｍＴのＡｒ圧力でＴｉを４０ｎｍ成膜した。次に、基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および２．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、７５Ｗおよび３０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを１０ｎｍ成膜した。Ｃｏ０．３５ｎｍとＰｔ１．０ｎｍの交互の層を、０．２５ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および４．０２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で平板により成膜した。２つのＣｏ源はそれぞれ１７２Ｗで操作し、２つのＰｔ源はそれぞれ１７５Ｗで操作した。周期１８でＣｏ／Ｐｔを合計で２４．４ｎｍの厚さまでコートした。Ｃｏはコートされる第１の層であった。Ｃｏ／Ｐｔ多層成膜中のＡｒ圧力は３０ｍＴであった。最終的に、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるＣ源によりＣを１２ｎｍ成膜した。
【００４８】
実施例４に従って作製した試料についての測定されたＭ（Ｈ）ループ、すなわち、ヒステリシス曲線を図１１に示す。ＨＣ＝２９６２  Ｏｅ。Ｈｎ〜１８００  Ｏｅ。ＳＦＤの合計範囲は約３０００  Ｏｅである。
【００４９】
実施例５
本実施例の薄膜試料を、Ｔｉシード層をコートしなかった以外は実施例１と同じ手順で作製した。システムの出発底面圧は１．３Ｅ−９トルであった。
【００５０】
実施例に従って作製した試料についての測定されたＭ（Ｈ）ループ、すなわち、ヒステリシス曲線を図１２に示す。ＨＣ＝４７４  Ｏｅ。実施例５の結果を実施例の結果と比べると、Ｔｉシード層により優れた結果が得られることが明らかに示された。
【００５１】
実施例６
本実施例において、試料１を、平板試料パターン上に装着したソーダ石灰ガラス基板を用いて作製した。システムを６．７Ｅ−９トルの底面圧までポンピングした。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度を用いて、１ｋＷの電源および２ｍＴのＡｒ圧力でＴｉを２０ｎｍ成膜した。次に、基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、１５０Ｗおよび４０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを４０ｎｍ成膜した。最終的に、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるＣ源によりＣを５ｎｍ成膜した。
【００５２】
試料２を、平板試料パターン上に装着したソーダ石灰ガラス基板を用いて作製した。システムを６．２×１０−９トルの底面圧までポンピングした。基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、１５０Ｗおよび４０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを４０ｎｍ成膜した。最終的に、０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるＣ源によりＣを５０Å成膜した。
【００５３】
実質的に同一の測定条件で、これら２つの試料についてＸ線回折を実施した。結果を図１３に示す。両スキャンとも正規化したところ、略等しい大きさのＦＣＣ（１１１）ピークが得られた。図１３に示されている通り、Ｔｉシード層のある試料１は、試料２よりも強固に配列されており、（１１１）ピークの強度対雑音レベルの比率は、試料２よりも試料１の方が大きかった。
【００５４】
実施例７
本実施例において、４つの試料を、平板試料パターン上に装着したソーダ石灰ガラス基板を用いて作製した。システムを１．３Ｅ−９トルの底面圧までポンピングした。
【００５５】
まず、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、試料１の基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、試料１を作製した。この条件下で、７５Ｗおよび４０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源によりＰｔを２０ｎｍ成膜した。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度を用いて、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるカソード電源でＣを６ｎｍコートした。
【００５６】
まず、試料２の基板を、Ｔｉ源に直接逆に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、６００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力の電源でＴｉを２．５ｎｍ成膜することにより試料２を作製した。次に、基板を２つのＰｔ源に直接逆に、そしてその間に対称に配置して、０ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および１．５ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度で、７５Ｗおよび４０ｍＴのＡｒ圧力で操作される各Ｐｔ源により、Ｐｔを２０ｎｍ成膜した。０．４ｒｅｖ／ｓｅｃの長軸速度および３．２ｒｅｖ／ｓｅｃの短軸速度を用いて、５００Ｗおよび２ｍＴのＡｒ圧力で操作されるカソード電源でＣを６ｎｍコートした。
【００５７】
試料３および４を、Ｔｉ層厚さをそれぞれ５および４０ｎｍとした以外は試料２で用いたのと同じ手順により作製した。
【００５８】
実質的に同一の分光計操作条件を用いて、４つの試料全てにＸ線回折測定を行った。結果を図１４に示す。スキャンをそれぞれ正規化したところ、略等しい高さのＦＣＣ（１１１）ピークが得られた。２０ｎｍのＰｔフィルムを配向するのに僅か２．５ｍｍのＴｉシード材料で有効であることは、これより厚いＴｉシード層と同じ程度であり、同時に、Ｔｉシード層なしで得られた比較的配向のないものより遥かに優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態による例証の磁気記録媒体の拡大側面断面図。
【図２】本発明の一実施形態による例証の磁気記録媒体の一部の拡大側面断面図。
【図３】本発明の一実施形態による例証の磁気記録媒体の一部の拡大側面断面図。
【図４】本明細書に記載した１つ以上の実施形態に沿った様々な品質の媒体を説明するのに用いるヒステリシス曲線のグラフ。
【図５】本発明の実施形態に従って媒体にデータを読み書きするのに用いる磁気記憶装置の例証のブロック図。
【図６】本発明の実施形態に従って媒体にデータを読み書きするのに用いる磁気記憶装置の例証のブロック図。
【図７】本明細書に記載した実施例で用いる成膜技術を例証する概念図。
【図８】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図９】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図１０】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図１１】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図１２】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図１３】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【図１４】実施例により作製された媒体の品質を示すグラフ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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