(57)【要約】高面積記録密度の反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体が、非磁性基板２の表面上に形成された積層体を含み、該基板を順次覆うように、磁気的に軟質な強磁性材料を含む下層３と、少なくとも１層の非磁性中間層４と、硬質強磁性材料を含む垂直異方性安定化層６と、非磁性スペーサ層７と、硬質強磁性材料を含む垂直異方性主記録層５とを含み、前記垂直異方性安定化層６と前記垂直異方性主記録層５とが、非磁性スペーサ層７の両側で反強磁性結合（ＡＦＣ）されることにより、それらの磁気モーメントが反平行に配向され、それにより前記媒体のＳＭＮＲ及び熱安定性が高められる。
2005536818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高面積記録密度の、反強磁性結合された垂直磁気記録媒体（２０〜６０）において、該記録媒体が
（ａ）  表面を有する非磁性基板（２）と、
（ｂ）  前記基板表面上に形成された積層体とを含み、
前記積層体が、前記基板表面上に順次に形成される以下の層、すなわち
磁気的に軟質な強磁性材料、又は非磁性スペーサ薄層により隔離された磁気的に軟質な複数の強磁性材料を含む下層（３）と、
少なくとも１層の非磁性中間層（４）と、
硬質強磁性材料を含む垂直異方性安定化層（６）と、
非磁性スペーサ層（７）と、
硬質強磁性材料を含む垂直異方性主記録層（５）とを含み、
前記垂直異方性安定化層（６）と、前記垂直異方性主記録層（５）とが、前記非磁性スペーサ層（４）の両側で反強磁性結合され、それらの磁気モーメントを反平行に配向させ、それにより前記媒体のＳＭＮＲ及び熱安定性が高められる、反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性スペーサ層（７）が、安定化層（６）と主記録層（５）との反強磁性結合を最大化するように選択された約０．２〜約１．５ｎｍの厚さを有し、かつＲｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖ，およびこれらの合金から成る群のうちから選択された材料を含んでおり、
前記積層体（ｂ）が、任意に更に、前記非磁性スペーサ層（７）、前記主記録層（５）、および前記安定化層（６）の間の少なくとも１つの界面に少なくとも１層の強磁性界面層（８）を含む請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）が、前記非磁性スペーサ層（７）と前記主記録層（５）との界面に設けられている請求項２に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）が、前記非磁性スペーサ層（７）と前記安定化層（６）との界面に設けられている請求項２に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）が、前記非磁性スペーサ層（７）と、前記主記録層（５）及び前記安定化層（６）の各々との界面に設けられている請求項２に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）が、飽和磁化の値がＭs＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する、約１原子層から約４ｎｍまでの厚さの強磁性材料層を含む請求項２に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）が、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏ、およびこれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有する合金のうちから選択されたモーメントの大きい元素又は合金の層を含み、
合金内のＣｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度が、一定か、又は前記非磁性スペーサ層（７）との界面近くでのより高い値から、前記安定化層（６）又は前記主記録層（５）との界面近くでのより低い値まで、前記少なくとも１層の界面層（８）の厚さの両側で異なる請求項６に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記積層体が、更に、前記主記録層（５）と前記非磁性スペーサ層（７）との間に、付加的な少なくとも１つの積層対を含み、該積層対が、垂直異方性磁性層（５）と非磁性スペーサ層（７）とを含むことにより、前記積層体が交番に磁性層（５）と非磁性スペーサ層（７）とを含むようにされ、前記磁性層の磁気エネルギーおよび前記磁性層間の結合エネルギーが、前記媒体のデータ記憶中に隣接磁性層の磁気モーメントを反平行に整合させるように選択される請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記非磁性スペーサ層（７）、前記主記録層（５）、および前記安定化層（６）の間の少なくとも１つの界面に、少なくとも１層の強磁性界面層（８）を更に含む請求項８に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記安定化層（６）および前記主記録層（５）が、いずれも、ＣｏＣｒと、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有するＣｏＣｒとのうちから選択された約０．３〜約３０ｎｍ厚の強磁性合金層を含む請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記安定化層（６）と前記主記録層（５）とが、それぞれ、約０．１〜約３０ｎｍ厚の、（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）n又は（ＦｅＸ／Ｐｄ又はＰｔ）n又は（ＦｅＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）n多層磁気超格子構造体層を含み、ｎは、約１〜約２０の整数であり、Ｃｏ基、Ｆｅ基、又はＣｏＦｅ基の磁性合金の交番層の各々は、約０．１５〜約１ｎｍ厚であり、Ｘは、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，およびＷから成る群から選択された少なくとも１つの元素であり、非磁性Ｐｄ又はＰｔの交番層の各々は、約０．３〜約１．５ｎｍ厚である請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記非磁性基板（２）が、Ａｌ，ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他のＡｌ基合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミックス、ポリマー、ガラス−セラミックス、それらの複合材料及び／又は積層物から成る群から選択された材料を含み、
前記下層（３）が、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＮ，ＦｅＴａＮ，ＣｏＦｅＺｒ，ＦｅＣｏＢ，およびＦｅＣｏＣのうちから選択された少なくとも１つの軟質強磁性材料を含む約５０〜約４００ｎｍ厚の層を含み、
前記少なくとも１層の中間層（４）が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｈｆ、これらの合金から選択された少なくとも１つの非磁性材料、又はＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂの少なくとも１つを有する６方晶Ｃｏ基非磁性合金の、約１〜約３０ｎｍ厚の単数又は複数層を含む請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項１３】
（ｃ）  前記主記録層（５）上に設けられた保護層（ＰＯ）と、
（ｄ）  前記保護層（ＰＯ）上に設けられた潤滑表層（ＬＴ）とを更に含む請求項１に記載された反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【請求項１４】
高面積記録密度の、反強磁性結合された垂直磁気記録媒体を製造する方法において、
（ａ）  表面を有する非磁性基板（２）を得る段階と、
（ｂ）  前記基板表面を覆う積層体を形成する段階とを含み、
該形成段階が、前記基板表面に順次の被覆層を形成する、以下の順次に積層する段階、すなわち
（ｂ1）  磁気的に軟質な強磁性材料、又は非磁性スペーサ薄層によって隔離された磁気的に軟質の複数材料層を含む下層（３）を形成する段階と、
（ｂ2）  少なくとも１層の非磁性中間層（４）を形成する段階と、
（ｂ3）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性安定化層（６）を形成する段階と、
（ｂ4）  非磁性スペーサ層（７）を形成する段階と、
（ｂ5）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性主記録層（５）を形成する段階とを含み、
前記垂直異方性安定化層（６）と前記垂直異方性主記録層（５）とを、前記非磁性スペーサ層（７）の両側で反強磁性結合させることにより、それらの磁気モーメントを反平行に配向させ、それにより前記媒体のＳＭＮＲ及び熱安定性を高める、垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項１５】
前記段階（ｂ4）が、安定化層（６）と主記録層（５）との間の反強磁性結合を最大化するように選択された、約０．２〜約１．５ｎｍ厚の非磁性材料層を形成する段階を含み、該材料層が、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖ、およびこれらの合金から成る群から選択され、前記方法が、任意に更に
（ｂ6）  前記非磁性スペーサ層（７）、前記主記録層（５）、および前記安定化層（６）の間の少なくとも１つの界面に、少なくとも１層の強磁性界面層（８）を形成する段階を含み、
前記段階（ｂ6）が、
（ｉ）  前記非磁性スペーサ層（７）と前記主記録層（５）との界面に、前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）を形成する段階、
（ｉｉ）  前記非磁性スペーサ層（７）と前記安定化層（６）との界面に、前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）を形成する段階、
（ｉｉｉ）  前記非磁性スペーサ層（７）と前記主記録層（５）及び安定化層（６）との各々との界面に、前記少なくとも１層の強磁性界面層（８）を形成する段階のうちの１つの段階を含む請求項１４に記載された垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項１６】
前記段階（ｂ6）が、約１原子層から約４ｎｍまでの厚さの、飽和磁化の値がＭs＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性材料層を形成する段階を含み、
前記材料層が、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏ、およびこれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有する合金から選択されたモーメントの大きい元素又は合金を含み、
前記合金のＣｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度が、一定であるか、又は前記非磁性スペーサ層（７）との界面近くでのより高い値から、前記安定化層（６）又は前記主記録層（５）との界面近くでのより低い値まで、前記少なくとも１層の界面層（８）の厚さの両側で異なっている請求項１５に記載された垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項１７】
前記段階（ｂ）が、
（ｂ6）  前記段階（ｂ5）で形成された主記録層（５）と被覆接触する非磁性スペーサ層（７）を形成する段階と、
（ｂ7）  前記段階（ｂ6）で形成された前記非磁性スペーサ層（７）と被覆接触する垂直異方性主記録層（５）を形成する段階との順次の段階を更に含み、
前記段階（ｂ6）から前記段階（ｂ7）への継起が１回以上実施され、
前記段階（ｂ）は、更に、前記非磁性スペーサ層（７）、前記主記録層（５）、および前記安定化層（６）の間の少なくとも１つの界面に、少なくとも１層の強磁性界面層（８）を形成する段階（ｂ8）含む請求項１４に記載された垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項１８】
前記安定化層（６）および前記主記録層（５）を形成する段階（ｂ3）並びに段階（ｂ5）が、それぞれ、以下の選択肢、すなわち、
（ｉ）  ＣｏＣｒと、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有するＣｏＣｒとから選択された約０．３〜約３０ｎｍ厚の強磁性合金層、
（ｉｉ）  約０．１〜約３０ｎｍ厚の、（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）n又は（ＦｅＸ／Ｐｄ又はＰｔ）n又は（ＦｅＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）nの多層磁性超格子構造体層であって、ｎは、約１〜約２０の整数であり、Ｃｏ基、Ｆｅ基、又はＣｏＦｅ基の磁性合金の交番層の各々が、約０．１５〜約１ｎｍ厚であり、Ｘは，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，およびＷから成る群から選択された少なくとも１つの元素であり、非磁性Ｐｄ又はＰｔの交番層の各々が、約０．３〜約１．５ｎｍ厚である多層磁性超格子構造体層のうちから選択された垂直異方性の硬質強磁性層を形成する段階を含む請求項１４に記載された垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項１９】
前記段階（ａ）が、Ａｌ，ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他のＡｌ基合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミックス、ポリマー、ガラス−セラミックス、これらの複合材料及び／又は積層物から成る群から選択された材料を含む非磁性基板（２）を得る段階を含み、
前記段階（ｂ1）が、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＮ，ＦｅＴａＮ，ＣｏＦｅＺｒ，ＦｅＣｏＢ，およびＦｅＣｏＣから選択された少なくとも１つの軟質強磁性材料を含む約５０〜約４００ｎｍ厚の層を含む下層（３）を形成する段階を含み、
前記段階（ｂ2）が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｈｆ、およびこれらの合金から選択された少なくとも１つの非磁性材料、又はＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂの少なくとも１つを有する６方晶Ｃｏ基非磁性合金の、約１〜約３０ｎｍ厚の単数又は複数の層を含む少なくとも１層の中間層（４）を形成する段階を含み、
前記方法が、更に
（ｃ）  前記主記録層（５）上に保護層（ＰＯ）を形成する段階と、
（ｄ）  前記保護層を被覆する潤滑表層（ＬＴ）を形成する段階とを含む請求項１４に記載された垂直磁気記録媒体を製造する方法。
【請求項２０】
高面積記録密度の、反強磁性結合された垂直磁化記録媒体において、
（ａ）  それぞれが硬質強磁性材料を含む、垂直方向に間隔を置いた１対の垂直磁化異方性層（５，６）と、
（ｂ）  前記垂直方向に間隔をおいた１対の層を反強磁性結合する手段とを含み、
それにより磁気モーメントが反平行に配向され、前記媒体のＳＭＮＲ及び熱安定性が高められる、反強磁性結合された垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）及び熱安定性が改善された垂直磁気記録媒体および該記録媒体を製造する方法に関し、前記記録媒体が垂直方向に間隔をおいた１対の垂直強磁性層を含み、該１対の垂直強磁性層が非磁性スペーサ層の両側で反強磁性結合（ＡＦＣ）されるものである。本発明は、とりわけ、データ／情報の記憶及び検索媒体、例えば超高面積記録／記憶密度を有するハードディスクの製造に好適である。
【背景技術】
【０００２】
磁気媒体は、種々の用途、とりわけコンピュータ工業で広く用いられ、面積記録密度、すなわち磁気媒体のビット密度を増す目的で種々の努力が続けられている。この点で、いわゆる「垂直方向」記録媒体は、極めて高いビット密度を達成することにおいて、従来の「長手方向」媒体に勝ることが判明している。垂直磁気記録媒体では、残留磁化が、磁気媒体の表面、通常は適当な基板上の磁性材料層の表面に対し直角方向に形成される。極めて高い線形記録密度が、前記垂直磁気媒体を有する「単極」磁気変換器又は「ヘッド」を使用することで得られる。
【０００３】
垂直磁気媒体を使用して効率的な高ビット密度記録を行う場合には、相対的に（すなわち磁気記録層に比して）厚い磁気的に「軟質」な下層、例えば約１ｋＯｅ以下の相対的に低い保磁力のＮｉＦｅ合金（パーマロイ）等の磁性層を、例えばガラス、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ基合金等の非磁性基板と、数ｋＯｅの相対的に高い、通常約３〜６ｋＯｅの保磁力を有する「硬質」磁気記録層、例えば垂直異方性コバルト基合金（例えばＣｏ−Ｃｒ合金）層との間に挿入する必要がある。軟質磁性下層は、ヘッドから硬質垂直磁気記録層を通して発せられる磁束を案内することに役立つ。さらに、軟質磁性下層は、媒体が熱により励起される磁化反転にさらされる可能性を、磁化の現状を維持するエネルギー障壁を低くする反磁界を低減することにより減少させる。
【０００４】
図１には、相対的に厚い軟質磁性下層と、相対的に薄い硬質磁気記録層と、単極ヘッドとを有する通常の垂直記録装置１０が示されており、ここで、符号２，３，４，および５は、それぞれ、垂直磁気媒体の基板、軟質磁性下層、少なくとも１層の非磁性中間層、および硬質の垂直磁気記録層を示し、符号７および８は、単極磁気変換器ヘッド６の単極および補助極を示している。１つ以上の非磁性材料層を含む相対的に薄い中間層４は、（１）軟質下層３と硬質記録層５との磁気相互作用を防止し、（２）硬質記録層の望ましい微細構造および磁気特性の促進に役立つ。図に矢印で磁束φの経路を示したように、磁束φは、単極変換器ヘッド６の単極７から発して、単極７上方の領域で垂直に配向された硬質磁気記録層５に入射かつ通過し、軟質磁性下層３に入射し、或る距離にわたり下層に沿って進んだ後、下層を出て、単極磁気変換器ヘッド６の補助極８上方の領域で、垂直に配向された硬質磁気記録層５を通過する。変換器ヘッド６を通過した垂直磁気媒体１の運動方向は、媒体１上方の矢印で示されている。
【０００５】
図１について説明を続けると、垂直線９は、媒体１を構成する積層体の各多結晶質（すなわち粒状）層の結晶粒界を示している。図から明かなように、媒体の積層体を構成する各多結晶質層の結晶粒の（水平方向に測定された）幅は、実質的に等しい。すなわち各表層は、各々の下にある層の結晶粒幅を反復している。図を簡明にするために、硬質磁気記録層５を覆って形成されるダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）層等の保護層と、該保護層を覆って形成されるペルフルオロエチレン層等の潤滑表層とは、図示されてはいない。
【０００６】
基板２は、通常、ディスク状で、Ａｌ等の非磁性金属又は合金、例えば被着表面にＮｉ−Ｐめっき層を有するＡｌ−Ｍｇ等のＡｌ基合金を含む。あるいはまた、基板２は、適当なガラス、セラミックス、ガラス−セラミックス、ポリマー材料、複合材料、またはこれらの材料の積層体を含む。下層３は、通常、約５０〜約４００ｎｍ（約５００〜約４，０００Å）厚の軟質磁性材料層を含み、該材料層は、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，およびＦｅＣｏＣから成る群から選択される。
【０００７】
中間層４は、通常、最大３０ｎｍ（３００Å）厚の非磁性材料層、例えばＴｉＣｒを含み、硬質磁性材料５は、通常、約１０〜約２５ｎｍ（約１００〜約２５０Å）厚のＣｏ基合金層を含み、該合金層は、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｖ，Ｎｂ，Ｇｅ，Ｂ，Ｐｄから成る群から選択された１つ以上の元素、又は酸化鉄、又は（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ多層磁性超格子構造体を含み、その場合、ｎは約１０〜約２５の整数であり、Ｃｏ基合金の交互の薄層の各々は、約０．２〜０．３５ｎｍ（約２〜約３．５Å）厚であり、Ｘは、Ｃｒ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｗ，およびＦｅから成る群から選択された元素であり、Ｐｄ又はＰｔの交互の非磁性薄層の各々は、厚さ約０．１ｎｍ（約１Å）である。各種の硬質磁気記録層材料は、磁気結晶異方性（第１型）及び／又は界面異方性（第２型）から生じる垂直異方性を有している。
【０００８】
広く言えば、前記のような垂直磁気記録媒体の信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）の改善は、磁性結晶粒の平均体積Ｖの低減及び／又は該結晶粒間の相互作用の低減により達成できる。しかし、いずれの場合も、垂直媒体の熱安定性が低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、高い面積記録密度の垂直磁気型の情報／データを記録、記憶、および検索する改良された媒体の必要性、それも信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）及び熱安定性が高められた媒体の必要性は明らかである。加えて、高い面積記録密度垂直磁気記録媒体、それも信号対媒体騒音比（ＳＭＮＲ）及び熱安定性が高められた媒体を、従来の製造技術及び設備によって容易かつ経済的に製造可能な改良製造方法も必要とされている。
本発明の目的は、高ビット密度の垂直磁気媒体の設計及び製造に付随する問題を解決すること、例えば媒体の熱安定性を低下させることなく高ＳＭＮＲを達成する一方、高ビット密度の記録技術のあらゆる構造的及び機械的な観点を維持することである。更に、本発明の磁性媒体は、従来の製造技術、例えばスパッタリングによって製造できることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の長所は改良された高面積記録密度の垂直磁気記録媒体であることである。
本発明の別の長所は信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）及び熱安定性の高い改良された高面積記録密度の反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体であることである。
本発明の更に別の長所は、改良された高面積記録密度の垂直磁気記録媒体を製造する方法であることである。
本発明の更に別の長所は、信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）及び熱安定性の高い改良された高面積記録密度の反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体を製造する方法である点である。
本発明の付加的な長所及びその他の特徴は、以下に説明され、また一部は、以下の説明から当業者には明らかになり、また本発明を実施することにより知られるだろう。本発明の長所は、とりわけ特許請求の範囲で指摘されるとおり明確に理解できる。
【００１１】
本発明の一観点によれば、前記の長所及びその他の長所は、一部は高面積記録密度の反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体により達成され、該媒体は、
（ａ）  表面を有する非磁性基板と、
（ｂ）  基板表面に形成された積層体とを含み、該積層体が、基板表面から積層する順に、
（ｂ１）  磁気的に軟質の強磁性材料、又は非磁性スペーサ薄層により隔てられた複数の磁気的に軟質の強磁性材料層を含む下層と、
（ｂ２）  少なくとも１層の非磁性中間層と、
（ｂ３）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性安定化層と、
（ｂ４）  非磁性スペーサ層と、
（ｂ５）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性主記録層とを含み、
しかも、垂直異方性安定化層（ｂ３）と、垂直異方性主記録層（ｂ５）とが、非磁性スペーサ層（ｂ４）の両側で反強磁性結合（ＡＦＣ）され、その磁気モーメントが反平行に配向されることによって媒体のＳＭＮＲ及び熱安定性が高められている。
【００１２】
本発明の具体例によれば、非磁性スペーサ層（ｂ４）は、厚さ約０．２〜約１．４ｎｍ（約２〜約１４Å）、例えば０．４〜１．１ｎｍ（約４〜約１１Å）であり、安定化層（ｂ３）と主記録層（ｂ５）との間の反強磁性結合を最大化するように選択され、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖおよびこれらの合金元素から成る元素群から選択された材料を含み、また積層体（ｂ）は、任意に更に
（ｂ６）  非磁性スペーサ層（ｂ４）と主記録層（ｂ５）及び／又は安定化層（ｂ３）との間の少なくとも１つの界面に少なくとも１層の強磁性界面層を含み、該少なくとも１層の強磁性界面層（ｂ６）が、非磁性スペーサ層（ｂ４）と主記録層（ｂ５）との間の界面に存在するか、又は該少なくとも１層の強磁性界面層（ｂ６）が、非磁性スペーサ層（ｂ４）と、主記録層（ｂ５）及び安定化層（ｂ３）各々との間の界面に存在している。
【００１３】
本発明の具体例によれば、少なくとも１層の強磁性界面層（ｂ６）が、約１原子層から約４ｎｍ（約４０Å）まで厚さの、飽和磁化の値がＭｓ＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性材料層を含み、本発明の特定具体例によれば、少なくとも１層の強磁性界面層（ｂ６）が、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏおよびそれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｗから選択された少なくとも１つの元素を含む合金から選択されたモーメントの大きい元素又は合金の層を含み、合金中のＣｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度は、一定か、又は少なくとも１層の界面層（ｂ６）の厚さの両側で、非磁性スペーサ層（ｂ４）との界面近くでのより高い値から、安定化層（ｂ３）又は主記録層（ｂ５）との界面近くでのより低い値まで変化する。
【００１４】
本発明の具体例では、積層体（ｂ）が、更に主記録層（ｂ５）と非磁性スペーサ層（ｂ４）との間に付加的な少なくとも１対の積層体を含み、該積層体が、垂直磁気異方性を有する磁性層と非磁性スペーサ層とから成り、この結果、積層体（ｂ）が、交互に磁性層と非磁性スペーサ層とを含むことになり、磁性層の磁気エネルギーおよび磁性層間の結合エネルギーが、媒体のデータ記憶時に隣接磁性層間の磁気モーメントが反平行に整合されるように選択される。
【００１５】
本発明の具体例によれば、安定化層（ｂ３）および主記録層（ｂ５）は、それぞれ約０．３〜約３０ｎｍ（約３〜約３００Å）厚の強磁性合金の層を含み、該合金は、ＣｏＣｒと、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有するＣｏＣｒとから選択され、あるいはまた安定化層（ｂ３）および主記録層（ｂ５）は、各厚さが１〜３０ｎｍ（約１０〜約３００Å）の（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎの多層磁性超格子構造体層を含み、その場合、ｎは約１〜約２５の整数であり、Ｃｏ基、Ｆｅ基、又はＣｏＦｅ基の磁性合金の交番層の各々は、厚さ約０．１５〜約１ｎｍ（約１．５〜約１０Å）であり、Ｘは、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗから成る元素群から選択された１つ以上の元素であり、非磁性Ｐｄ又はＰｔ交番層の各々は約０．３〜約１．５ｎｍ（約３〜約１５Å）厚である。
【００１６】
本発明の具体例によれば、非磁性基板（ａ）が、Ａｌ、ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミックス、ポリマー、ガラス−セラミックス、それらの複合材料及び／又は積層物から成る群から選択された材料を含み、
下層（ｂ１）が、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＮ，ＦｅＴａＮ，ＣｏＦｅＺｒ，ＦｅＣｏＢ，およびＦｅＣｏＣから選択された少なくとも１つの軟質強磁性材料を含む約５０〜約４００ｎｍ（約５００〜約４０００Å）厚の層を含み、
少なくとも１層の中間層（ｂ２）が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｈｆとそれらの合金とのうちから選択された少なくとも１つの非磁性材料、又はＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂの少なくとも１つを有する６方晶Ｃｏ基非磁性合金の、約１〜約３０ｎｍ（１０〜３００Å）厚の単数又は複数の層を含み、前記媒体が、更に
（ｃ）  主記録層（ｂ５）を覆う保護層と、
（ｄ）  保護層（ｃ）を覆う潤滑表層とを含んでいる。
【００１７】
本発明の別の観点は、高面積記録密度の反強磁性結合（ＡＦＣ）された垂直磁気記録媒体を製造する方法であり、該方法は、
（ａ）  表面を有する非磁性基板を得る段階と、
（ｂ）  該基板表面に積層体を形成する段階とを含み、該段階は、基板表面上に複数層を積層するため、順次に以下の段階、すなわち、
（ｂ１）  磁気的に軟質の強磁性材料、又は非磁性スペーサ薄層により隔てられた磁気的に軟質の複数材料層を含む下層を形成する段階と、
（ｂ２）  少なくとも１層の非磁性中間層を形成する段階と、
（ｂ３）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性安定化層を形成する段階と、
（ｂ４）  非磁性スペーサ層を形成する段階と、
（ｂ５）  硬質強磁性材料を含む垂直異方性主記録層を形成する段階とを含み、
垂直異方性安定化層と垂直異方性主記録層とを、非磁性スペーサ層の両側で反強磁性結合（ＡＦＣ）して、それらの磁気モーメントを反平行に配向して、それにより高いＳＭＮＲ及び熱安定性を有する媒体を得る。
【００１８】
本発明の具体例によれば、段階（ｂ４）は、厚さ約０．２〜約１．５ｎｍ（約２〜約１５Å）、例えば約０．４〜約１．１ｎｍ（約４〜約１１Å）の非磁性材料層を形成する段階を含み、該非磁性材料は、安定化層（ｂ３）と主記録層（ｂ５）との間の反強磁性結合を最大化するように選択され、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖ、およびそれらの合金とから成る群から選択された材料を含んでおり、前記方法は、任意に更に、
（ｂ６）  非磁性スペーサ層と主記録層及び／又は安定化層との間の少なくとも１つの界面に少なくとも１層の強磁性界面層を形成する段階を含み、該段階（ｂ６）は、次の選択肢のうちの１つを含んでいる。
（ｉ）  非磁性スペーサ層と主記録層との界面に少なくとも１層の強磁性界面層を形成する段階、
（ｉｉ）  非磁性スペーサ層と安定化層との界面に少なくとも１層の強磁性界面層を形成する段階、
（ｉｉｉ）  非磁性スペーサ層と主記録層及び安定化層の各々との界面に少なくとも１層の強磁性界面層を形成する段階。
【００１９】
本発明の具体例によれば、段階（ｂ６）は、約１原子層から約４ｎｍ（約４０Å）までの厚さであり、飽和磁化の値がＭｓ＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性材料層を形成する段階を含み、該材料層が、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏおよびそれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含む合金から選択されたモーメントの大きい元素又は合金を含み、しかも合金中のＣｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度が、一定か、又は少なくとも１層の界面層の厚さ両側で、非磁性スペーサ層との界面近くでのより高い値から、安定化層又は主記録層との界面近くでのより低い値まで変化する。
【００２０】
本発明の付加的な具体例によれば、更に段階（ｂ）が順次に、
（ｂ６）  段階（ｂ５）で形成された主記録層と被覆接触する非磁性スペーサ層を形成する段階と、
（ｂ７）  段階（ｂ６）で形成された非磁性スペーサ層と被覆接触する垂直異方性主記録層を形成する段階とを含み、
段階（ｂ６）に段階（ｂ７）が続く順次の継起が１回以上行われ、段階（ｂ）が更に、非磁性スペーサ層、主記録層、安定化層間の少なくとも１つの界面に少なくとも１層の強磁性界面層を形成する別の段階（ｂ８）を含んでいる。
【００２１】
本発明の具体例によれば、安定化層及び主記録層を形成する段階（ｂ３）及び（ｂ５）が、それぞれ、硬質の垂直異方性強磁性層を形成する段階を含み、該強磁性層は、次の選択肢のうちから選択される。
（ｉ）  ＣｏＣｒと、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含むＣｏＣｒとのうちから選択された約０．３〜約３０ｎｍ（約３〜約３００Å）厚の強磁性合金層、
（ｉｉ）  約１〜約３０ｎｍ（約１０〜約３００Å）厚の、（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ多層磁気超格子構造体層。この場合、ｎは約１〜約２５の整数であり、Ｃｏ基、Ｆｅ基、又はＣｏＦｅ基の磁性合金の交番層の各々は、厚さ約０．１５〜約１ｎｍ（約１．５〜約１０Å）であり、Ｘは、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，およびＷから成る元素群から選択された１つ以上の元素であり、非磁性Ｐｄ又はＰｔの交番層の各々は約０．３〜約１．５ｎｍ（約３〜約１５Å）厚である。
【００２２】
本発明の具体例によれば、段階（ａ）は、Ａｌ，ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他のＡｌ基合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミックス、ポリマー、ガラス−セラミックス、それらの複合材料及び／又は積層物から成る群から選択された１材料を含む非磁性基板を得る段階を含み、
段階（ｂ１）は、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＮ，ＦｅＴａＮ，ＣｏＦｅＺｒ，ＦｅＣｏＢ，およびＦｅＣｏＣから選択された少なくとも１つの軟質強磁性材料を含む約５０〜約４００ｎｍ（約５００〜約４，０００Å）厚の層を形成する段階を含み、
段階（ｂ２）は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｈｆ、およびそれらの合金のうちから選択された少なくとも１つの非磁性材料、又はＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，およびＢのうちの少なくとも１つを有する６方晶Ｃｏ基非磁性合金の、約１〜約３０ｎｍ（約１０〜約３００Å）厚の単数又は複数の層を含む少なくとも１層の中間層を形成する段階を含み、前記方法が、更に
（ｃ）  主記録層を覆う保護層を形成する段階と、
（ｄ）  該保護層を覆う潤滑表層とを形成する段階とを含んでいる。
【００２３】
本発明の別の観点は、高面積記録密度の、反強磁性結合された（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体であり、該媒体は、
（ａ）  硬質強磁性材料を含む垂直方向に間隔をおいた１対の垂直磁気異方性層と、
（ｂ）  垂直方向に間隔をおいた１対の層を反強磁性結合する手段とを含み、これにより１対の層の磁気モーメントが反平行に配向され、それによりＳＭＮＲ及び熱安定性が高められた媒体が得られる。
【００２４】
本発明の付加的な長所及び観点は、当業者には、以下の詳細な説明により明らかになろう。その場合、本発明の実施例が図示され説明されるが、それらは、本発明を実施するに当たって考えられる最良の態様を具体的に示すものにすぎない。説明されるように、本発明には、別の異なる実施例も可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明の原理を逸脱することなしに、種々の自明な点で変更態様が可能である。したがって、図面及び説明は具体例を示す性質のもので、制限的な性質のものではない。
【００２５】
本発明の複数実施例についての以下の詳細な説明は、添付図面と関連させることにより最もよく理解されよう。図面には、種々の特徴が、必ずしも縮尺どおりには示されていないが、関連特徴が最もよく示されるようにされている。類似の特徴には全図面を通じて同じ符号が付されている。
本発明は、次の認識に基づいている。すなわち、熱安定性およびＳＭＮＲが改善された極めて高面積記録密度の垂直磁気記録媒体が、少なくとも１対の垂直方向に間隔をおいた磁気的に硬質な垂直強磁性複数層を有する多層構造体、すなわち下層の安定化層（すなわち記録ヘッドから遠い層）と上層の主記録層（すなわち記録ヘッドに近い層）とを含む多層構造体を得ることで信頼かつ制御可能に製作することができ、間隔をおいた前記層が、磁気結合構造体を間挿されることにより互いに反強磁性結合され、それにより垂直強磁性層対の磁気モーメントが反平行に配向される。
【００２６】
本発明によれば、磁気結合構造体は、非磁性スペーサ薄層を含むか、又は非磁性スペーサ薄層と強磁性界面薄層との組合せを含み、該界面薄層は、垂直強磁性層対と磁性スペーサ層との少なくとも１つの界面に設けられる。その場合、少なくとも１層の強磁性界面薄層を設けることにより垂直強磁性層間のＲＫＫＹ型磁気結合が高められ、したがって熱安定性が増す。
本発明の方法により、従来技術では達成不可能であった幾つかの利点が得られる。該利点には、とりわけ、垂直記録媒体製造に通常使用される合金組成で構成された、垂直方向に間隔を有する磁気的に硬質の垂直強磁性層対の、反平行に配向されたＲＫＫＹ型の高い磁気結合（ＡＦＣ）が含まれ、したがって熱安定性およびＳＭＮＲが高められる。前記利点には、また、極めて高い面積記録密度の熱安定的な垂直磁気記録媒体を、信頼性のあり、制御可能で費用効果よく形成できることが含まれ、しかも該媒体は、従来の製造技術及び設備で、例えばスパッタリングの技術及び装置で製造できる。
【００２７】
本発明によれば、非磁性スペーサ薄層は、非磁性材料、例えばＲｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖ、およびこれらの合金を含み、少なくとも１層の界面層は、飽和磁化の値がＭｓ＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性材料を含み、該強磁性材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏ、およびこれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含む合金から選択され、しかも、Ｃｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度は、一定か、又は少なくとも１層の界面層の厚さの両側で、非磁性スペーサ層との界面でのより高い値から、安定化層又は主記録層との界面でのより低い値まで変動する。
【００２８】
図２を参照すると、そこには界面交換エネルギー密度Ｊの変化を、本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）された超格子基垂直磁気記録媒体のＲｕスペーサ層厚の関数として示したグラフが示されている。該媒体は、［Ｃｏ（０．２５ｎｍ（２．５Å）］／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４／Ｃｏ（１ｎｍ（１０Å））／Ｒｕ（可変ｎｍ（可変Ａ））／Ｃｏ（１ｎｍ（１０Å））／［Ｃｏ（０．２５ｎｍ（２．５Å）］／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２の層構成を有している。この場合、明らかな点は、間隔をおいた垂直磁気異方性多層超格子対間の反強磁性結合の最大値は、約０．３〜０．９ｎｍ（約３〜９Å）のＲｕスペーサ層厚の場合に達せられることである。
【００２９】
図３には、従来式に配置され、磁気的に軟質の下層のない単一層の超格子基の垂直磁気記録媒体と、磁気的に軟質な下層のない超格子基ＡＦＣ垂直磁気記録媒体とのＭ−Ｈループが示されており、該記録媒体が、Ｐｔ（６ｎｍ（６０Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２及びＰｔ（６ｎｍ（６０Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４／Ｃｏ（０．２ｎｍ（２Å））／Ｒｕ（〜０．５ｎｍ（〜５Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２の各層構成を有している。いずれの場合も、媒体は、非磁性種結晶又は下層を有する非磁性基板上に形成される。ＡＦＣ媒体の場合は、主記録層が［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２超格子構造体により構成され、安定化層は［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４超格子構造体によって構成されている。
【００３０】
［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４安定化層とＲｕスペーサ層との間のＣｏ薄層は、Ｒｕスペーサ層の両側での主記録層と安定化層とのＲＫＫＹ型結合を強化する界面薄層として役立つ。図３から明らかなように、外部から印加される磁場がゼロの場合、主記録層と安定化層との磁気モーメントは、主として両層間のＲＫＫＹ型結合の結果、反強磁的に整合する。その結果、データ記憶状態での媒体の全磁気モーメントが低減され、次式のようになる。
【００３１】
（Ｍｒｔ）全体＝（Ｍｒｔ）主記録層−（Ｍｒｔ）安定化層
この式において、Ｍｒ及びｔは、それぞれ両層の残留磁化及び厚さを表す。したがって、ＡＦＣを利用することにより、小さな（Ｍｒｔ）全体を有する安定的な記録媒体設計が達成できる。
更に、前記ＡＦＣ媒体は、主記録層と安定化層との間の反強磁性結合により安定性が改善された。図４を見ると、そこには、残留保磁力（Ｈｒ）の変化が、磁界印加の持続時間（ｔ）の関数として、ＶＳＭ測定値で示されている。
図４には、データが次式を利用して描かれている。
【００３２】
Ｈｒ（ｔ）＝ＨＡ｛１−［ｋＢＴ／（ＫＶ）ｅｆｆｌｎ（ｆ０ｔ／ｌｎ２）］１／２｝
この式において、ＨＡは有効異方性磁界、Ｔは温度、ｋＢはボルツマン定数、ｆ０は〜３．５×１０１０Ｈｚの測定周波数である。有効エネルギー障壁（ＫＶ）ｅｆｆは、線形近似により、従来の媒体の磁気結晶粒の場合は７８．９ｋＢＴ、本発明によるＡＦＣ媒体の主記録層磁気結晶粒の場合は８１．９ｋＢＴと決定された。ＡＦＣ媒体の磁気結晶粒の場合に観察された有効エネルギー障壁の増大は、主記録層と安定化層間との反強磁性結合に起因する。前記のデータは、垂直方向に間隔をおいた１対の垂直異方性磁性層を互いに反強磁性結合させて、該層の各々の磁気モーメントを反平行に整合させることにより、高い熱安定性とＳＭＮＲとを達成する本発明の概念の有効性を示している。
【実施例】
【００３３】
図５〜図９に略示した断面は、本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の若干の実施例の一部である。
図５に示した本発明の第１実施例である磁気記録媒体２０は、垂直方向に間隔をおいた１対の磁気的に硬質の垂直強磁性層、すなわち下側の安定化層と上側の主記録層とをＲＫＫＹ型反強磁性結合（ＡＦＣ）させるための非磁性スペーサ層を含んでいる。より詳しく言えば、媒体２０は、媒体を構成する積層体を支持する非磁性基板２を含み、該基板２は、Ａｌ，ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他のＡｌ基合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミックス、ポリマー、ガラス−セラミックス、これらの複合材料及び／又は積層物から成る群から選択された非磁性材料で形成されている。基板２の厚さは決定的な重要性はもたないが、ハードディスクに使用する磁気記録媒体の場合、基板２は、必要な剛性を得るために十分な厚さを有していなければならない。
【００３４】
基板２の上面には、約５０〜約４００ｎｍ（約５００〜約４，０００Å）厚の層を含む軟質磁性下層３が被着接触しており、該下層は、Ｎｉ，ＮｉＦｅ（パーマロイ），Ｃｏ，ＣｏＺｒ，ＣｏＺｒＣｒ，ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒ，ＣｏＦｅ，Ｆｅ，ＦｅＮ，ＦｅＳｉＡｌ，ＦｅＳｉＡｌＮ，ＦｅＴａＣ，ＦｅＡｌＮ，ＦｅＴａＮ，ＣｏＦｅＺｒ，ＦｅＣｏＢ，およびＦｅＣｏＣから選択された少なくとも１つの軟質強磁性材料を含む。例えば、単に説明上のことだが、軟質磁性下層３は、約２００ｎｍ（２，０００Å）厚のＦｅＣｏＢ層を含むことができる。あるいはまた、軟質磁性下層３は、隔てられた複数軟質磁性材料層を含むことができる。中間層４は、軟質磁性下層３の上面と被着接触して形成され、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｈｆ、およびこれらの合金のうちから選択された少なくとも１つの非磁性材料、又はＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂのうちの少なくとも１つの元素を有する６方晶Ｃｏ基非磁性合金の、約１〜約３０ｎｍ（約１０〜約３００Å）厚の単数又は複数の層を含んでいる。
【００３５】
本発明によれば、図１に示した従来の垂直磁気記録媒体１の磁気的に硬質の単一の垂直強磁性記録層５に替えて、結合構造体により隔てられた１対の強力に反強磁性結合（ＡＦＣ）された磁気的に硬質の垂直強磁性層を含むサンドイッチ構造体が提供される。より詳しく言えば、サンドイッチ状のＡＦＣ構造体は、第１の又は下側の磁気的に硬質の「安定化層」と呼ばれる垂直強磁性層６と、第２の又は上側の磁気的に硬質の「主記録層」と呼ばれる垂直強磁性層５とを含み、この層対は、大きなＲＫＫＹ型反強磁性結合（ＡＦＣ）効果を得るために選択された非磁性材料を含む少なくとも１層の非磁性スペーサ薄層７を含む結合構造体によって隔てられる。
【００３６】
説明上のことで、制限する意図はないが、例えば、安定化層６と主記録層５とをそれぞれ構成する第１の又は下側の垂直強磁性層と、第２の又は上側の磁気的に硬質の垂直強磁性層との各々が、約０．３〜約３０ｎｍ（約３〜３００Å）厚の強磁性合金層を有し、該合金層は、ＣｏＣｒと、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｆｅ，Ｎｉ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有するＣｏＣｒとから選択される。
【００３７】
あるいは、安定化層６と主記録層５とは、約１〜約３０ｎｍ（約１０〜約３００Å）厚の（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎ又は（ＦｅＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎの多層磁性超格子構造体層を含んでおり、この場合、ｎは、約１〜約２５までの整数であり、Ｃｏ基、Ｆｅ基、又はＣｏＦｅ基の磁性合金交番層の各々は、約０．１５〜約１ｎｍ（約１．５〜約１０Å）厚であり、Ｘは、Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒ，およびＷから成る群から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｐｄ又はＰｔの非磁性交番層の各々は、約０．３〜約１．５ｎｍ（約３〜約１５Å）厚である。安定化層と主記録層との間に大きな反強磁性結合を生じさせる少なくとも１層の非磁性スペーサ薄層７を含む結合構造体は、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｒｅ，Ｖ、およびこれらの合金から成る群から選択された約０．２〜約１．５ｎｍ（約２〜約１５Å）厚、例えば約０．４〜約１．１ｎｍ（約４〜約１１Å）厚の非磁性材料層を含んでいる。
【００３８】
媒体２０は、更に、スパッタリングや浸漬等の従来形式で第２の又は上側の強磁性層６の上に順次形成される保護層ＰＯと潤滑表層ＬＴとを含んでいるが、これらの層ＰＯ，ＬＴは、図６〜図９の実施例には、本発明の主要特徴を不必要にあいまいにしないために省いている。
図６〜図８の各々に示された本発明の実施例の場合、結合構造体は、垂直方向に間隔をおいた安定化層６と主記録層５との間に介在する非磁性スペーサ層７と、非磁性スペーサ層７と主記録層５及び／又は安定化層６との間の少なくとも１つの界面に両層６，５間のＲＫＫＹ型結合を更に強化するために設けられた少なくとも１層の強磁性界面層８とから実質的に構成されている。
【００３９】
更に詳しく言えば、図６に示した本発明によるＡＦＣ垂直磁気記録媒体３０の一実施例では、強磁性界面層８Ｕが、非磁性スペーサ層７と主記録層５との界面に設けられている。
【００４０】
図７に示した本発明による磁気記録媒体４０の一実施例では、強磁性界面層８Ｌが、非磁性スペーサ層７と安定化層５との界面に設けられている。
【００４１】
図８に示した本発明による磁気記録媒体５０の一実施例では、強磁性界面層８Ｕ，８Ｌが、非磁性スペーサ層７、上側の主記録層５、および下側の安定化層５の間の界面に設けられている。
【００４２】
本発明によれば、媒体３０，４０，５０の強磁性界面層８，８Ｕ，８Ｌの各々は、約１原子層から約４ｎｍ（約４０Å）までの厚さの、飽和磁化の値がＭｓ＞３００ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性材料層を含んでいる。強磁性界面層８，８Ｕ，８Ｌの各々は、Ｆｅ，Ｃｏ，ＦｅＣｏ、およびこれらの合金であってＣｒ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，およびＷから選択された少なくとも１つの元素を含有する合金から選択されたモーメントの大きい元素又は合金を含み、その場合、合金内のＣｏ，Ｆｅ，又はＣｏＦｅの濃度は、一定か、又は非磁性スペーサ層７との界面近くでのより高い値から、安定化層６又は主記録層５との界面近くでのより低い値まで、少なくとも１層の界面層８，８Ｕ，８Ｌの厚さの両側で変化する。
【００４３】
本発明は、また主記録層５と非磁性スペーサ層７との間に少なくとも１対の付加的な積層体を含む磁気記録媒体の形成を考慮している。各付加的な積層対は、磁性層と非磁性スペーサ層とが積層体の垂直方向に交互に成層するように、垂直磁気異方性を有する磁性層および非磁性スペーサ層を含んでいる。磁性層の磁気エネルギーおよび隣接磁性層間の結合エネルギー（主としてＲＫＫＹ型結合及び双極子−双極子間の相互作用）により、媒体のデータ記憶状態では隣接磁性層の磁気モーメントが反平行に整合されるように調節される。
【００４４】
図９に示した磁気媒体６０は、磁気結合された２対の積層垂直強磁性層５１，５２と、下側の強磁性界面薄層８Ｌ１，８Ｌ２と上側の強磁性界面薄層８Ｕ１，８Ｕ２とに加えて、各非磁性スペーサ薄層７１，７２を含んでいる。媒体６０は、更に垂直磁気異方性の安定化層６を含む。
好ましくは、磁気結合構造体層を含む本発明の媒体の図示の薄膜層の各々は、従来式の物理的気相成長法（ＰＶＤ）（ここでは簡潔化のため説明しない）、例えばスパッタリングにより、もしくはスパッタリング、真空蒸着法等から選択されたＰＶＤの組み合わせにより被着又は他の形式で形成される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、このように、好ましくは高品質の熱安定的な、高面積密度の垂直記録媒体を提供し、該媒体では、熱安定性およびＳＭＮＲが、磁気的に硬質の垂直強磁性主記録層を、別の磁気的に硬質の垂直強磁性層、すなわち安定化層と磁気結合することにより改善された。更に、本発明の方法は、ハードディスク等の磁気記録媒体の自動化された大規模生産用の従来の製造技術や設備（例えば、スパッタリング技術／設備）を利用して、費用効果よく実施可能である。最後に、本発明は、ハードディスク製造に限定されるものではなく、あらゆる形式のデバイス、製品、用途に使用するのに適した熱安定的な高面積密度垂直磁気記録媒体の形成に広く適用可能である。
【００４６】
以上、本発明をより良く理解するために、数多くの詳細な点、例えば特定の材料、構造、加工等を説明した。しかし、本発明は、以上の詳細な説明に頼ることなく実施することもできる。本発明を不必要にあいまいにしないように、他の場合の周知の加工技術や構造物は、説明しなかった。
本明細書には、本発明の好適実施例、それも多様な例のうちの若干例のみが開示されているにすぎない。本発明は、種々の他の組み合わせや環境で使用可能であり、ここに表された発明概念の範囲内で種々の変化形及び／又は変更態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】軟質磁性下層と単極変換器ヘッドとを含む従来型の垂直磁気記録媒体を含む磁気記録・記憶・検索システムの一部の略示断面図。
【図２】界面交換エネルギー密度Ｊの変化を、本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）超格子基垂直磁気記録媒体のＲｕスペーサ層厚の関数として示すグラフ。媒体は、［Ｃｏ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４／Ｃｏ（１ｎｍ（１０Å））／Ｒｕ（可変ｎｍ（可変Å））／Ｃｏ（１ｎｍ（１０Å））／［Ｃｏ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２の層構成を有している。
【図３】磁気的に軟質な下層を有さない従来型単層超格子基垂直磁気記録媒体と、磁気的に軟質な下層を有さない超格子基ＡＦＣ垂直磁気記録媒体とのＭ−Ｈループを示す図。媒体は、それぞれ、Ｐｔ（６ｎｍ（６０Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２と、Ｐｔ（６ｎｍ（６０Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］４／Ｃｏ（０．２ｎｍ（２Å））／Ｒｕ（〜０．５ｎｍ（〜５Å））／［ＣｏＣｒＢ（０．２５ｎｍ（２．５Å））／Ｐｔ（０．９ｎｍ（９Å））］１２の層構成を有している。
【図４】ＡＦＣ垂直磁気記録媒体の動的保磁性測定値、すなわち磁界印加の持続時間（ｔ）の関数である残留保磁性（Ｈｒ）の測定値を、ＶＳＭ測定値で示す図。
【図５】本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の略示部分断面図。
【図６】本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の略示部分断面図。
【図７】本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の略示部分断面図。
【図８】本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の略示部分断面図。
【図９】本発明による反強磁性結合（ＡＦＣ）垂直磁気記録媒体の略示部分断面図。
【図１】
2005536818.tif 000003
【図２】
2005536818.tif 000004
【図３】
2005536818.tif 000005
【図４】
2005536818.tif 000006
【図５】
2005536818.tif 000007
【図６】
2005536818.tif 000008
【図７】
2005536818.tif 000009
【図８】
2005536818.tif 000010
【図９】
2005536818.tif 000011
【国際調査報告】
2005536818.tif 000012
2005536818.tif 000013
2005536818.tif 000014
2005536818.tif 000015
2005536818.tif 000016