(57)【要約】  二重連続層を有する垂直磁気記録スタック（１０４）およびその製造方法である。垂直磁気記録スタックは、基板（１０６）と、１つ以上の磁気粒状記録層（１１０）と、第１連続層（１１２）および第２連続層（１１４）を有する二重連続層とを含む。第１連続層（１１２）は第２連続層（１１４）と磁気粒状記録層との間に配置され、第１連続層の中間側方交換結合は磁気粒状層の側方交換結合よりも高い。第２連続層の側方交換結合は第１連続層の側方交換結合よりも高い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録スタックであって、
基板と、
前記基板上に配置された１つ以上の磁気粒状記録層とを備え、前記１つ以上の磁気粒状記録層は各々側方交換結合を有し、
前記１つ以上の磁気粒状記録層の側方交換結合よりも高い中間側方交換結合を有する第１連続層と、
前記第１の連続層の側方交換結合よりも高い側方交換結合を有する第２連続層とを備え、前記第１連続層は、前記１つ以上の磁気粒状記録層と前記第２連続層との間に配置されている、磁気記録スタック。
【請求項２】
前記基板と前記１つ以上の磁気粒状記録層との間に配置された１つ以上の下地層をさらに備える、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項３】
前記第２連続層の上に配置されたオーバコートをさらに備える、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項４】
１つ以上の下地層は、軟磁性下地層、接着層、および１つ以上の中間層を含む、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項５】
前記第１連続層の厚みは前記第２連続層の厚みよりも大きい、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項６】
前記第２連続層の飽和磁化は前記第１連続層の飽和磁化よりも大きい、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項７】
前記第１連続層および前記第２連続層の材料成分は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅから選択された１つ以上の元素を有するＣｏ合金を含む、請求項１に記載の磁気記録スタック。
【請求項８】
磁気記録スタックであって、
基板と、
前記基板上に配置された１つ以上の磁気粒状記録層とを備え、前記１つ以上の磁気粒状記録層は各々側方交換結合を有し、
前記１つ以上の磁気粒状記録層の側方交換結合よりも高い中間側方交換結合を有する第１連続層と、
前記第１の連続層の側方交換結合よりも高い側方交換結合を有する第２連続層とを備え、前記第１連続層の厚みは前記第２連続層の厚みよりも大きく、前記第２連続層の飽和磁化は前記第１連続層の飽和磁化よりも大きい、磁気記録スタック。
【請求項９】
前記第１連続層の厚みの範囲は１０〜８０Åであり、前記第２連続層の厚みの範囲は２〜２０Åである、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１０】
前記第１連続層の厚みの範囲は２０〜６０Åであり、前記第２連続層の厚みの範囲は３〜１５Åである、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１１】
前記第１連続層の飽和磁化の範囲は１０〜８００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、前記第２連続層の飽和磁化の範囲は１００〜１２００ｅｍｕ／ｃｍ３である、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１２】
前記第１連続層の飽和磁化の範囲は１００〜６００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、前記第２連続層の飽和磁化の範囲は２００〜１０００ｅｍｕ／ｃｍ３である、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１３】
前記第１連続層の飽和磁化の範囲は２００〜５００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、前記第２連続層の飽和磁化の範囲は４００〜９００ｅｍｕ／ｃｍ３である、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１４】
前記第１連続層および前記第２連続層の材料成分は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅから選択された１つ以上の元素を有するＣｏ合金を含む、請求項８に記載の磁気記録スタック。
【請求項１５】
方法であって、
１つ以上の下地層を基板上に成膜するステップと、
１つ以上の磁気粒状記録層を前記１つ以上の下地層の上に成膜するステップとを含み、前記１つ以上の磁気粒状記録層は各々側方交換結合を有し、
第１連続層を前記１つ以上の磁気粒状記録層の上に成膜するステップを含み、前記第１連続層は、前記１つ以上の磁気粒状記録層の側方交換結合よりも高い中間側方交換結合を有し、
第２連続層を前記第１連続層の上に成膜するステップを含み、前記第２連続層は、前記第１連続層の側方交換結合よりも高い側方交換結合を有する、方法。
【請求項１６】
オーバコートを前記第２連続層の上に成膜するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１連続層の厚みは前記第２連続層の厚みよりも大きい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２連続層の飽和磁化は前記第１連続層の飽和磁化よりも大きい、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１連続層および前記第２連続層の材料成分は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅから選択された１つ以上の元素を有するＣｏ合金を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１連続層の厚みの範囲は１０〜８０Åであり、前記第２連続層の厚みの範囲は２〜２０Åであり、前記第１連続層の飽和磁化の範囲は１０〜８００ｅｍｕ／ｃｍ３であり、前記第２連続層の飽和磁化の範囲は１００〜１２００ｅｍｕ／ｃｍ３である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１１年８月２５日に出願され「二重連続層を有する記録スタック（Recording Stack with a Dual Continuous Layer）」と題された米国非仮特許出願第１３／２１７，５３１号に基づく優先権の利益を主張する。この米国出願の開示または教示すべてを特に本明細書に引用により援用する。
【０００２】
技術分野
本発明は、記憶容量が増し機械的堅牢性と記録性能のバランスがとれた垂直磁気記録スタックに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
情報を垂直磁気記録スタックに保存することができる。このような情報は、読書きヘッドを用いて垂直磁気記録スタックに書込むおよび／または垂直磁気記録スタックから読取ることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
本明細書において説明され請求項に記載される実装例は、二重連続層を有する垂直磁気記録スタックを提供する。ある実装例において、この垂直磁気記録スタックは、基板と、１つ以上の磁気粒状記録層と、第１連続層および第２連続層を有する二重連続層とを含む。第１連続層は第２連続層と磁気粒状記録層との間に配置され、第１連続層の中間側方交換結合は磁気粒状層の側方交換結合よりも高い。第２連続層の側方交換結合は第１連続層の側方交換結合よりも高い。
【０００５】
上記特徴およびさまざまなその他の特徴は、以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】垂直磁気記録システムの一例を示す。
【図２】二重連続層を有する垂直磁気記録スタックの一例を示す。
【図３】二重連続層を有する垂直磁気記録スタックを製造するための作業の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
詳細な説明
垂直磁気記録システム、たとえば、垂直記録ヘッドと、二重連続層を有する結合粒状／連続（Coupled Granular/Continuous）（ＣＧＣ）構造の垂直磁気記録スタックとを含むシステムは、超高密度記録能力を発揮することができ、結果として記憶容量が増している。
【０００８】
垂直磁気記録スタックの記憶容量は、磁気粒状記録層の面密度を高めることによって改善し得る。しかしながら、磁気粒状記録層の面密度が高くなると、それ以外の性能要素への影響が大きくなる可能性がある。この性能要素には、限定されないが、磁気粒状記録層の熱安定性、記録容易性（すなわち書込能力）、および媒体ノイズが含まれる。
【０００９】
一般的に、磁気粒状記録層は磁性粒子を含んでいる。磁気粒状記録層の熱安定性は、磁気粒状記録層の磁気異方性、および、磁気粒状記録層の厚さに比例する磁性粒子の体積に基づいている。磁性粒子の体積を減じると、面記録密度は増すが、磁気粒状記録層の熱安定性も減少する。磁性粒子は、磁性粒子の体積がその超常磁性限界に近づくと熱的に不安定になり、磁性粒子の異方性エネルギに匹敵する磁気粒状記録層内の熱ゆらぎが生じる。超常磁性限界に達するのは、熱ゆらぎの結果、磁性粒子の磁気異方性エネルギに抗して磁化反転が生じたときである。したがって、熱安定性は、磁気粒状記録層内の磁性粒子の平均磁気異方性エネルギを高めることによって改善し得る。
【００１０】
しかしながら、磁性粒子の平均磁気異方性エネルギを高めると、記録容易性に問題が生じ得る。その原因は、磁気粒状記録層の飽和磁界が高いことおよびヘッド材料の飽和磁化が制限されることにある。たとえば、磁性粒子の平均磁気異方性エネルギを高めると、スイッチング磁界が増す。スイッチング磁界は、書込動作中に磁性粒子の磁気配向を変える必要がある磁界である。このため、磁性粒子の平均磁気異方性エネルギを単純に高めても、面密度の増大に伴う問題すべてを解決することにはならない。
【００１１】
ＣＧＣ構造は、粒子間交換結合を最適化することによって、信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio）（ＳＮＲ）と熱安定性のバランスをとっている。ＣＧＣ構造は、垂直磁気異方性が高く横方向に連続的に拡大する交換結合を有する薄膜である、単一の連続層を含み得る。この連続層は、その層内の側方交換結合が強く、磁気粒状記録層と垂直方向において交換結合される。磁気粒状記録層との垂直交換結合によってスイッチング磁界を減じ、連続層と磁気粒状記録層との結合体積が大きくなることによって熱安定性を高める。しかしながら、結果として、書込中のスイッチング体積が増し、そのために、転移ノイズが加わり、ジッタが増し、線形記録密度の拡大能力が低下する可能性がある。
【００１２】
ＳＮＲは、１つの記録ビット内の磁性粒子の数に比例する。磁気粒状記録層の粒状性が原因で、ビット転移が不規則になりそのためにノイズが生じることがある。たとえば、このノイズの原因として、垂直交換結合、異方性磁界の分布、および書込磁界の傾斜が挙げられる。熱安定性およびＳＮＲは、連続層の材料、構造、および厚みを調整することによって改善し得る。たとえば、所与の飽和磁化Ｍｓおよび結晶磁気異方性を有する連続層と、磁気粒状層との間の垂直交換結合を、連続層の厚みを調整することによって変更してもよい。しかしながら、連続層の厚みを垂直交換結合を最適化するように調整すると、垂直磁気記録スタックの機械的堅牢性にさらに影響を及ぼし、結果としてスペーシングロスを招く可能性がある。たとえば、連続層を薄くすると、全体的な側方交換結合が低くなりスイッチング体積が小さくなるため、記録中のノイズは少なくなるであろう。しかしながら、薄い連続層は機械的堅牢性が低いことが多い。その代わりに連続層を厚くすると、全体的な側方交換結合が大きくなり機械的堅牢性が増すであろう。しかしながら、厚い連続層の場合、書込および読出中にスペーシングロスが発生することが多い。よって、機械的堅牢性と記録性能のバランスをとる必要がある。
【００１３】
二重連続層を有する垂直磁気記録スタックは、機械的堅牢性と、記録性能を含む磁気性能とのバランスを改善する。二重連続層は、二重連続層と磁気粒状記録層との間の垂直交換結合を広い範囲にわたってチューニングすることを可能にし、その一方で、二重連続層の総厚みを比較的小さな範囲内で制御する。結果として、書込および読出中のスペーシングロスは最小に抑えつつ機械的性能が最大になる。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表１は、単一連続層を有する垂直磁気記録スタックと、二重連続層を有する垂直磁気記録スタックそれぞれの、磁気特性および記録パラメータを比較している。磁気特性は、保磁場Ｈｃ、核生成磁場Ｈｎ、および磁化と厚みの積Ｍｒｔを含む。記録パラメータは、書込プラス消去ＷＰＥ、逆オーバライトＲｅｖ＿ＯＷ、オントラックビットエラー率ＰＥ、オフトラックビットエラー率ＯＴＣ、媒体信号対雑音比ＥＳＭＮＲ、および総信号対雑音比ＥＳＮＲを含む。表１に示されるように、二重連続層は、磁気特性および記録パラメータを改善する。
【００１６】
図１は、一例としての垂直磁気記録システム１００を示す。この垂直磁気記録システム１００は読書きヘッド１０２を含み、これが垂直磁気記録スタック１０４に対して垂直方向の磁界を生成する。
【００１７】
ある実装例において、垂直磁気記録スタック１０４は、基板１０６と、１つ以上の下地層１０８と、１つ以上の磁気粒状記録層１１０と、第１連続層１１２および第２連続層１１４を含む二重連続層とを備える。
【００１８】
１つ以上の下地層１０８は、非磁性材料からなる基板１０６の上に配置される。ある実装例において、下地層１０８は少なくとも１つの軟磁性下地層（soft magnetic underlayer）（ＳＵＬ）を含む。
【００１９】
ＳＵＬは、読書きヘッド１０２から発せられた磁束を、磁気粒状記録層１１０を通して導く。この磁束は、読書きヘッド１０２の書込極から発せられて磁気粒状記録層１１０を通りＳＵＬに入る。これにより、磁気回路が読書きヘッド１０２と磁気粒状記録層１１０とＳＵＬとの間に形成される。
【００２０】
下地層１０８は、１つ以上の中間層および／または１つの接着層等の層をさらに含んでもよい。ある実装例において、この中間層は非磁性材料からなる。中間層は、ＳＵＬと磁気粒状記録層１１０との相互作用を防止する。さらに、中間層は、磁気粒状記録層１１０の結晶特性、微細構造特性、および磁気特性を高める。たとえば、残留磁化が、容易軸に沿って、磁気粒状記録層１１０の表面に対して垂直の方向に形成される。接着層は、基板１０６とＳＵＬの間の接着力を高め、表面粗さを小さくする。
【００２１】
１つ以上の磁気粒状記録層１１０は各々、データ記憶層である。ある実装例において、磁気粒状記録層１１０は、容易に着磁も消磁もしない硬磁性材料である。磁気粒状記録層１１０は、粒状構造を有し、この構造は、結晶粒界において酸化物等の非磁性物質によって分離された磁性結晶粒を含む。この磁性結晶粒は垂直磁気異方性を示す。磁気粒状記録層１１０は、たとえば、単一の薄膜層であってもよく、連続する複数の磁気粒状層であってもよく、または、複数の磁性膜が、薄い非磁性スペーシング層によって隔てられた、積層構造であってもよい。
【００２２】
二重連続層は、第１連続層１１２と第２連続層１１４とを含む。第１連続層１１２は、磁気粒状記録層１１０と第２連続層１１４との間に配置されている。しかしながら、第１連続層１１２は必ずしも磁気粒状記録層１１０および／または第２連続層１１４に隣接していなくてもよく、さらに他の層があってもよい。第１連続層１１２の中間側方交換結合は、磁気粒状記録層１１０の側方交換結合よりも高い。第２連続層１１４の側方交換結合は、第１連続層１１２よりも高い。二重連続層は、連続層１１２および１１４と磁気粒状記録層１１０との間の垂直交換結合を広い範囲においてチューニングすることを可能にし、その一方で、二重連続層の総厚みは、スペーシングロスを最小にした状態で機械的性能を最大にする。さらに、第２連続層１１４の側方交換結合がより高いことによって、読出における振幅が大きくなり、磁気粒状記録層１１０に対する垂直交換結合が増す。これにより、媒体記録ビットエラー率および線形密度が改善される。
【００２３】
ある実装例において、中間側方交換結合を有する第１連続層１１２の厚みは、より高い側方交換結合を有する第２連続層１１４の厚みよりも大きい。たとえば、第１連続層１１２の厚みは約１０〜８０Åであってもよく、第２連続層１１４の厚みは約２〜２０Åであってもよい。別の実装例では、第１連続層１１２の厚みは２０〜６０Åの範囲にあり、第２連続層１１４の厚みは３〜１５Åの範囲にある。加えて、第２連続層１１４に関して、保持場Ｈｃは減少し、磁化と厚みの積Ｍｒｔは第２連続層１１４の厚みの増加に伴って大きくなる。
【００２４】
さらに、ある実装例において、第２連続層１１４の飽和磁化（Ｍｓ）は、第１連続層１１２の飽和磁化よりも大きい。たとえば、第１連続層１１２の飽和磁化は約１０〜８００ｅｍｕ／ｃｍ３であってもよく、第２連続層１１４の飽和磁化は約１００〜１２００ｅｍｕ／ｃｍ３であってもよい。別の実装例では、第１連続層１１２の飽和磁化は１００〜６００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にあり、第２連続層１１４の飽和磁化は２００〜１０００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にある。さらに別の実装例では、第１連続層１１２の飽和磁化は２００〜５００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にあり、第２連続層１１４の飽和磁化は４００〜９００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にある。
【００２５】
ある実装例において、第１連続層１１２および第２連続層１１４の材料成分は異なっていてもよい。たとえば、第１連続層１１２は、Ｃｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を含み得る。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅを含むがこれらに限定されない。第２連続層１１４は、Ｃｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を含み得る。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、Ｆｅを含むがこれらに限定されない。ある実装例において、第１連続層１１２はＣｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも低い材料を含み、第２連続層１１４はＣｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも高い材料を含む。しかしながら、これ以外の濃度および材料も意図されている。
【００２６】
磁気記録スタック１０４はさらにオーバコート１１６を含んでもよい。オーバコート１１６は、第２連続層１１４を読書きヘッド１０２の衝撃から保護し、読書きヘッド１０２と磁気記録スタック１０４との間の潤滑性を改善する。オーバコート１１６は、たとえばダイヤモンド状構造を有する炭素系膜を含み得る。
【００２７】
図２は、一例としての、二重連続層を有する垂直磁気記録スタック２００を示す。ある実装例において、この垂直記録スタック２００は、基板２０２と、下地層２０４と、磁気粒状記録層２１４と、二重連続層２２４と、オーバコート２３０とを含む。しかしながら、垂直磁気記録スタック２００はこれよりも多いまたは少ない層を含むものであってもよい。
【００２８】
ある実装例において、基板２０２は、非磁性金属または合金（たとえば、Ａｌ、Ａｌ系合金、および硬度を高めるために成膜面上にＮｉＰめっき層を有するＡｌＭｇ）、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、ポリマー材料、または、同様の材料の複合体もしくは積層体といった、非磁性材料からなる。基板２０２はディスク形状であってもよい。しかしながらその他の形状も意図されている。
【００２９】
下地層２０４は基板２０２の上に配置されている。ある実装例において、下地層２０４は、接着層２０６と、ＳＵＬ２０８と、第１中間層２１０と、第２中間層２１２とを含む。しかしながら、下地層２０４はこれよりも多いまたは少ない層を有するものであってもよい。
【００３０】
接着層２０６は、基板２０２とＳＵＬ２０８の間の接着性を高め、表面粗さを小さくする。ある実装例において、接着層２０６は非晶質である。さらに、接着層２０６がＳＵＬ２０８の異方性を制御してもよい。接着層２０６は、その厚みが最大約２００Åであってもよく、たとえば、Ｔｉ、Ｔｉ系合金、Ｃｒ、およびＣｒ系合金を含むがこれらに限定されない材料からなるものであってもよい。
【００３１】
ＳＵＬ２０８は、書込中にヘッドから発せられた磁束を、磁気粒状記録層２１４を通して導く。ＳＵＬ２０８は、容易に着磁および消磁され得る材料等、軟磁気特性を示す材料からなる。たとえば、ＳＵＬ２０８は、Ｎｉ、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｆｅ含有合金（たとえばＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＡｌ、またはＦｅＳｉＡｌＮ）、Ｃｏ含有合金（たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＮｂ）、またはＣｏ−Ｆｅ含有合金（たとえばＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＢ、および／またはＦｅＣｏＣ）を含むがこれらに限定されない軟磁性材料からなるものであってもよい。ＳＵＬ２０８の厚みはたとえば約０〜１２００Åであってもよい。ある実装例において、ＳＵＬ２０８は、十分な飽和磁束密度（Ｂｓ）（たとえば１００〜１９２０ｅｍｕ／ｃｃ）を有し、低い異方性（Ｈｋ）（たとえば最大約２００  Ｏｅ）を有する。ある実装例において、ＳＵＬ２０８の材料は非晶質であり、これは、バックグラウンドノイズと比較して、Ｘ線回折パターンにおいて際立って鋭いピークを示さない。別の実装例において、ＳＵＬ２０８は、結合層によって分離された２つのＳＵＬ層を含み、このため、これら２つのＳＵＬ層は結合層を通して強磁性または反強磁性結合する。結合層は、Ｒｕ、Ｒｕ合金、Ｃｒ、またはＣｒ合金を含むがこれらに限定されない材料からなるものであってもよく、結合層の厚みは約０〜３０Åであってもよい。
【００３２】
ある実装例において、下地層２０４は、非磁性材料（たとえばＲｕ合金）からなる第１中間層２１０および第２中間層２１２を含む。中間層２１０および２１２は、ＳＵＬ２０８と磁気粒状記録層２１４との相互作用を防止する。さらに、中間層２１０および２１２は、磁気粒状層２１４の微細構造特性および磁気特性を高める。たとえば、中間層２１０および２１２は、磁気容易軸が磁気粒状記録層２１４の面に垂直な状態で、磁気粒状記録層２１４における＜００２＞成長配向を生じさせる六方最密充填（hexagonal close-packed）（ＨＣＰ）結晶配向を確立する。
【００３３】
ある実装例において、磁気粒状記録層２１４は、互いに隣接し、異なる磁気特性および／または真性特性を有し得る、第１磁気粒状記録層２１６と第２磁気記録層２１８とを含む。しかしながら、他の実装例において、磁気粒状記録層２１４は、単一の薄膜層であってもよく、または、複数の磁性膜が薄い非磁性スペーシング層で隔てられている積層構造であってもよい。磁気粒状記録層２１４全体の膜厚は、たとえば約２０〜２００Åであってもよい。
【００３４】
磁気粒状記録層２１４はデータ記憶層である。ある実装例において、磁気粒状記録層２１４は、容易に着磁も消磁もしない硬磁性材料である。磁気粒状記録層２１４は、粒状構造を有し、この構造は、結晶粒界において非磁性物質によって分離された磁性結晶粒を含む。ある実装例においてこの磁性結晶粒は磁性合金からなり、この合金はたとえば１つまたは複数の元素を含むＣｏ合金であり、この元素は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅを含むがこれらに限定されない。上記非磁性物質は酸化物であってもよく、この酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、およびＴａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、またはこれら酸化物の混合物を含むがこれらに限定されない。磁性結晶粒は垂直磁気異方性を示す。この膜内の結晶異方性は、たとえば約０〜２５ｋ  Ｏｅであってもよい。
【００３５】
磁気粒状記録層２１４は、二重連続層２２４と垂直方向に交換結合される。ある実装例において、二重連続層２２４は、第１連続層２２０および第２連続層２２２を含む薄膜である。第１連続層２２０は、磁気粒状記録層２１４と第２連続層２２２との間に配置されている。しかしながら、第１連続層２２０は必ずしも磁気粒状記録層２１４および／または第２連続層２２２に隣接していなくてもよく、さらに他の層があってもよい。連続層２２０および２２２は、高い垂直磁気異方性を示し、側方に連続的に拡大する交換結合を有する。連続層２２０および２２２は各々、層内において強い側方交換結合を有する。第１連続層２２０の中間側方交換結合は、磁気粒状記録層２１４の側方交換結合よりも高い。第２連続層２２２の側方交換結合は、第１連続層２２０よりも高い。二重連続層２２４は、連続層２２０および２２２と磁気粒状記録層２１４との間の垂直交換結合を広い範囲においてチューニングすることを可能にし、その一方で、二重連続層２２４の総厚みは、スペーシングロスを最小にした状態で機械的性能を最大にする。さらに、第２連続層２２２の側方交換結合がより高いことによって、読出における振幅が大きくなり、磁気粒状記録層２１４に対する垂直交換結合が増す。これにより、媒体記録ビットエラー率および線形密度が改善される。
【００３６】
ある実装例において、中間側方交換結合を有する第１連続層２２０の厚みは、より高い側方交換結合を有する第２連続層２２２の厚みよりも大きい。たとえば、第１連続層２２０の厚みは約１０〜８０Åであってもよく、第２連続層２２２の厚みは約２〜２０Åであってもよい。別の実装例では、第１連続層２２０の厚みは２０〜６０Åの範囲にあり、第２連続層２２２の厚みは３〜１５Åの範囲にある。加えて、第２連続層２２２に関して、保持場Ｈｃは減少し、磁化と厚みの積Ｍｒｔは第２連続層２２２の厚みの増加に伴って大きくなる。
【００３７】
さらに、ある実装例において、第２連続層２２２の飽和磁化（Ｍｓ）は、第１連続層２２０の飽和磁化よりも大きい。たとえば、第１連続層２２０の飽和磁化は約１０〜８００ｅｍｕ／ｃｍ３であってもよく、第２連続層２２２の飽和磁化は約１００〜１２００ｅｍｕ／ｃｍ３であってもよい。別の実装例では、第１連続層２２０の飽和磁化は１００〜６００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にあり、第２連続層２２２の飽和磁化は２００〜１０００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にある。さらに別の実装例では、第１連続層２２０の飽和磁化は２００〜５００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にあり、第２連続層２２２の飽和磁化は４００〜９００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲にある。
【００３８】
ある実装例において、第１連続層２２０および第２連続層２２２の材料成分は異なっていてもよい。たとえば、第１連続層２２０は、Ｃｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を含み得る。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅを含むがこれらに限定されない。第２連続層２２２は、Ｃｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を含み得る。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、Ｆｅを含むがこれらに限定されない。ある実装例において、第１連続層１１２はＣｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも低い材料を含み、第２連続層１１４はＣｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも高い材料を含む。しかしながら、これ以外の濃度および材料も意図されている。
【００３９】
ある実装例において、オーバコート２３０は、保護層２２６と潤滑層２２８とを含む。保護層２２６は、垂直記録スタック２００を、書込および読出中のヘッドの衝撃から保護する。ある実装例において、保護層２２６は、ダイヤモンド状構造を有し、たとえば、水素、窒素、ハイブリッドイオンビーム堆積、化学ガスを利用するイオンビーム堆積、またはその混合物をさらに含む非晶質炭素材料からなる。潤滑層２２８は、ヘッドと垂直磁気記録スタック２００との間の潤滑性を改善する。潤滑層２２８は、たとえばペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜であってもよい。
【００４０】
図３は、一例としての、二重連続層を有する垂直磁気記録スタックを製造するための作業３００を示す。
【００４１】
ＳＵＬ形成作業３０２によってＳＵＬを基板上に形成する。ある実装例において、基板は、非磁性金属または合金（たとえば、Ａｌ、Ａｌ系合金、および硬度を高めるために成膜面上にＮｉＰめっき層を有するＡｌＭｇ）、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、ポリマー材料、または、同様の材料の複合体もしくは積層体といった、非磁性材料からなる。
【００４２】
ＳＵＬ形成作業３０２はＳＵＬを基板上に成膜する。ある実装例において、ＳＵＬは、非晶質であり、Ｎｉ、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｆｅ含有合金（たとえばＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＡｌ、またはＦｅＳｉＡｌＮ）、Ｃｏ含有合金（たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＮｂ）、またはＣｏ−Ｆｅ含有合金（たとえばＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＢ、および／またはＦｅＣｏＣ）を含むがこれらに限定されない軟磁性材料からなるものであってもよい。ＳＵＬ形成作業３０２は、ＳＵＬを、その厚みがたとえば約０〜１２００Åになるように成膜する。
【００４３】
ある実装例において、ＳＵＬ形成作業３０２は、ＳＵＬの成膜前に非晶質接着層を基板上に成膜することを含む。ＳＵＬ形成作業３０２は、この接着層を、たとえば、その厚みが最大約２００Åでその材料成分がＴｉ、Ｔｉ系合金、Ｃｒ、またはＣｒ系合金を含むように、成膜する。ＳＵＬ形成作業３０２は、追加の非磁性層を積層したものを成膜することを含み得る。
【００４４】
中間層形成作業３０４によって、１つ以上の中間層をＳＵＬ上に成膜する。ある実装例において、この１つ以上の中間層は、＜００２＞成長配向を有する非磁性材料（たとえばＲｕ合金）からなる。
【００４５】
磁気層形成作業３０６によって、１つ以上の磁気記憶層を上記１つ以上の中間層の上に形成する。ある実装例において、磁気層形成作業３０６は、１つ以上の磁気記憶層を、中間層の上に、１つ以上の磁気記憶層が、ＨＣＰ＜００２＞成長配向で成長するように、成膜する。上記１つ以上の磁気記憶層は、互いに隣接する複数の層であってもよく、単一の薄膜層であってもよく、または非磁性スペーシング層によって隔てられた複数の磁性膜を有する積層構造であってもよい。ある実装例において、磁気層形成作業３０６は、１つ以上の磁気記憶層を、膜全体の厚みが、たとえば約２０〜２００Åとなるように成膜する。さらに、磁気層形成作業３０６は、１つ以上の磁気記憶層を、組成分離微細構造を形成するように成膜する。この微細構造は、結晶粒界において非磁性物質によって分離された磁性結晶粒を含む。ある実装例において、磁性結晶粒は磁性合金からなり、この合金はたとえば１つまたは複数の元素を含むＣｏ合金であり、この元素は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅを含むがこれらに限定されない。上記非磁性物質は酸化物であってもよく、この酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３、およびＴａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、またはこれら酸化物の混合物を含むがこれらに限定されない。磁性結晶粒は垂直磁気異方性を示す。この膜内の結晶異方性は、たとえば約０〜２５ｋ  Ｏｅであってもよい。
【００４６】
第１連続層形成作業３０８によって、第１連続層を、基板側において、上記１つ以上の磁気記憶層の上に形成する。第１連続層形成作業３０８は、第１連続層を、上記１つ以上の磁気記憶層の側方交換結合よりも高い中間側方交換結合となるように、成膜する。ある実装例において、第１連続層形成作業３０８は、厚みが約１０〜８０Åの第１連続層を成膜する。別の実装例では、厚みが約２０〜６０Åの第１連続層を成膜する。さらに、第１連続層形成作業３０８は、ある実装例において第１連続層を、第１連続層の飽和磁化が約１０〜８００ｅｍｕ／ｃｍ３となるように成膜する。別の実装例では、第１連続層を、第１連続層の飽和磁化が１００〜６００ｅｍｕ／ｃｍ３となるように成膜する。さらに別の実装例では、第１連続層を、第１連続層の飽和磁化が２００〜５００ｅｍｕ／ｃｍ３の範囲となるように成膜する。第１連続層形成作業３０８は、たとえばＣｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を形成するように、第１連続層を成膜する。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＦｅを含むがこれらに限定されない。ある実装例において、第１連続層形成作業３０８は、Ｃｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも低い材料を形成するように、第１連続層を成膜する。しかしながら、これ以外の濃度および材料も意図されている。
【００４７】
第２連続層形成作業３１０によって、第２連続層を、基板と反対側において、上記第１連続層の上に形成する。第２連続層形成作業３１０は、第２連続層を、第１連続層よりも高い側方交換結合となるように、成膜する。ある実装例において、第２連続層形成作業３１０は、厚みが第１連続層の厚みよりも小さくなるように、第２連続層を成膜する。たとえば、ある実装例において、第２連続層形成作業３１０は、厚みが約２〜２０Åの第２連続層を成膜する。別の実装例では、厚みが約３〜１５Åの第２連続層を成膜する。さらに、ある実装例において、第２連続層形成作業３１０は、第２連続層を、第２連続層の飽和磁化（Ｍｓ）が第１連続層の飽和磁化よりも大きくなるように、成膜する。たとえば、ある実装例において、第２連続層を、その飽和磁化が約１００〜１２００ｅｍｕ／ｃｍ３となるように成膜する。別の実装例では、第２連続層を、その飽和磁化が約２００〜１０００ｅｍｕ／ｃｍ３となるように成膜する。さらに別の実装例では、第２連続層を、その飽和磁化が約４００〜９００ｅｍｕ／ｃｍ３となるように成膜する。第２連続層形成作業３１０は、Ｃｏと１つまたは複数の元素とを含む合金を有する材料を形成するように、第２連続層を成膜する。上記元素は、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｇｅ、Ｆｅを含むがこれらに限定されない。ある実装例において、第２連続層形成作業３１０は、Ｃｏの原子濃度が７０原子パーセントよりも高い材料を形成するように、第２連続層を成膜する。しかしながら、これ以外の濃度および材料も意図されている。
【００４８】
オーバコート形成作業３１２によって、オーバコートを第２連続層上に形成する。ある実装例において、オーバコート形成作業３１２は、非晶質炭素合金構造とポリマー潤滑剤とを第２連続層の上に成膜する。
【００４９】
作業３００は、追加の作業および／またはより少ない作業を含んでもよく、任意の順序で実施し得る。
【００５０】
上記明細書、例、およびデータは、本発明の実装例の構造および用途を詳細に説明している。本発明の多数の実装例は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能である。加えて、記載されている請求項から逸脱することなく、異なる実装例の構造的特徴をさらに別の実装例と組み合わせることもできる。上記実装例およびその他の実装例は以下の請求項の範囲に含まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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