(57)【要約】【課題】パターン化された磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基板上に所定間隔をおいて配列された複数の磁気記録層を備えるパターン化された磁気記録媒体であって、磁気記録層は、多層であり、かつ磁気記録層の間の磁気的相互作用を抑制する手段を備えることを特徴とするパターン化された磁気記録媒体である。ここで、磁気記録層は、第１強磁性層、磁気記録層の間の磁気的相互作用を抑制する手段及び第２強磁性層が順次に積層された構造であり、手段は、軟磁性層でありうる。【選択図】図２
2008117514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定間隔をおいて配列された複数の磁気記録層を備えるパターン化された磁気記録媒体において、
前記磁気記録層は、多層であり、かつ前記磁気記録層の間の磁気的相互作用を抑制する手段を備えることを特徴とするパターン化された磁気記録媒体。
【請求項２】
前記磁気記録層は、二層以上の強磁性層を備え、前記手段は、前記強磁性層の間に介在された軟磁性層であることを特徴とする請求項１に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項３】
前記磁気記録層は、第１強磁性層、前記軟磁性層及び第２強磁性層が順次に積層された構造を含むことを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項４】
前記強磁性層と前記軟磁性層との間にそれぞれ備えられた非磁性層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１強磁性層と前記軟磁性層との間、及び、前記軟磁性層と前記第２強磁性層との間に非磁性層がさらに備えられたことを特徴とする請求項３に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項６】
前記強磁性層の磁気異方性エネルギーは、１０６〜１０７ｅｒｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項７】
前記強磁性層の厚さは、２〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項８】
前記強磁性層は、それぞれＣｏＣｒＰｔ層、ＣｏＰｔＰ層、Ｃｏ層とＰｔ層とを備える多重層、及び、Ｆｅ層とＰｔ層とを備える多重層のうち何れか一層であることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項９】
前記軟磁性層の磁気異方性エネルギーは、５０〜１００００ｅｒｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記軟磁性層の厚さは、２〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記軟磁性層は、ＣｏＦｅ層、ＮｉＦｅ層、ＣｏＮｉＦｅ層及びＣｏ層のうち何れか一層であることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記軟磁性層の飽和磁化量をＭｓとすれば、４πＭｓは、０.３〜１.５Ｔであることを特徴とする請求項２に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記非磁性層の厚さは、１〜５ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記非磁性層は、Ｃｕ層、Ｐｔ層、Ｒｕ層、Ｔａ層、ＮｉＦｅＣｒ層、及び、Ｃｒ層のうち何れか一層であることを特徴とする請求項４に記載のパターン化された磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に係り、さらに詳細には、隣接する磁気記録層の間の相互作用を減少させたパターン化された磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録層として連続的な磁性膜を使用する磁気記録媒体（以下、連続的媒体という）の記録密度を高めるために、前記磁性膜を構成する磁性粒子のサイズは、小さくなければならない。しかし、前記連続的媒体で前記磁性膜の磁性粒子のサイズが臨界値以下に小さくなれば、超上磁性効果が現れて前記磁性粒子の熱安定性が減少する。これは、前記連続的媒体に記録されたデータの保存特性が劣化することを意味する。したがって、前記連続的媒体の記録密度を高めることは難しい。
【０００３】
これにより、前記連続的媒体の記録密度の限界を超える方案として、ビット領域に対応する磁区が構造的に相互隔離されている、パターン化された磁気記録媒体（以下、パターン化された媒体という）が提案された。このようなパターン化された媒体は、特許文献１、２及び３に開示されている。このようなパターン化された媒体の記録密度は、前記連続的媒体よりはるかに高い約１０００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上と知られている。
【０００４】
しかし、従来の技術によるパターン化された媒体（以下、従来のパターン化された媒体）では、隣接する磁区の間に磁気的相互作用が大きいので、スイッチング磁場分散が大きくなるという問題がある。以下で、このような問題を図１Ａ及び図１Ｂを参照してさらに詳細に説明する。
【０００５】
図１Ａは、従来のパターン化された媒体の断面構造を示す。
【０００６】
図１Ａを参照すれば、従来のパターン化された媒体は、基板１０上の複数の磁気記録層１００（１００ａ〜１００ｇ）を備える。磁気記録層１００は、等間隔に配列され、強磁性物質で形成されている。各磁気記録層１００は、カラム形態であり、それらの間に非磁性境界層１５０が備えられる。
【０００７】
それぞれの磁気記録層１００は、一つのデータが記録されるビット領域である。それぞれの磁気記録層１００は、記録ヘッドから発生する磁場によって第１方向Ｄ１に磁化されるか、または第１方向Ｄ１と逆である第２方向Ｄ２に磁化される。第１方向Ｄ１に磁化された磁気記録層１００及び第２方向Ｄ２に磁化された磁気記録層１００は、それぞれデータ０（以下、‘０’）及びデータ１（以下、‘１’）に対応しうる。所定のデータの記録された磁気記録層１００に新たなデータを記録するためには、磁気記録層１００の磁化方向を反転させねばならない。磁化方向の反転に必要な磁場をスイッチング磁場という。
【０００８】
理想的には、前記‘０’を記録するためのスイッチング磁場の絶対値と、前記‘１’を記録するためのスイッチング磁場の絶対値とは同じであり、スイッチング磁場の分散は、０とならねばならない。しかし、実際の従来のパターン化された媒体では、隣接する磁区の間の磁気的相互作用によってスイッチング磁場の分散が大きく現れる。
【０００９】
例えば、図１Ａで磁気記録層１００が何れも第１方向Ｄ１に磁化された状態で、中央に位置した特定磁気記録層１００ｄの磁化方向を第２方向Ｄ２に反転させるのに必要なスイッチング磁場の絶対値は、特定磁気記録層１００ｄの磁化方向を再び第１方向Ｄ１に反転させるのに必要なスイッチング磁場の絶対値より小さい。その理由は、特定磁気記録層１００ｄの周囲の磁気記録層１００ａ〜１００ｃ,１００ｅ〜１００ｇから発生する磁場Ｈｉが特定磁気記録層１００ｄに影響を与えるためである。具体的に、特定磁気記録層１００ｄの周囲の磁気記録層１００ａ〜１００ｃ,１００ｅ〜１００ｇの磁化方向が何れも第１方向Ｄ１であるとき、特定磁気記録層１００ｄの周囲の磁気記録層１００ａ〜１００ｃ,１００ｅ〜１００ｇから発生する磁場Ｈｉの方向は、第２方向Ｄ２である。したがって、特定磁気記録層１００ｄの磁化方向を第１方向Ｄ１から第２方向Ｄ２に変えるためのスイッチング磁場の絶対値は、特定磁気記録層１００ｄの磁化方向を第２方向Ｄ２から第１方向Ｄ１に変えるためのスイッチング磁場の絶対値より小さい。
【００１０】
図１Ｂは、特定磁気記録層１００ｄに印加される磁場Ｈによるヒステリシス特性を示す。図１Ｂで、Ｍは、特定磁気記録層１００ｄの磁化量である。
【００１１】
図１Ｂを参照すれば、特定磁気記録層１００ｄのヒステリシス曲線は、右側に非常に偏っているということが分かる。これにより、‘０’を記録するためのスイッチング磁場Ｈ１の絶対値と、‘１’を記録するためのスイッチング磁場Ｈ２の絶対値との差も大きいということが分かる。
【００１２】
特定磁気記録層１００ｄの周囲の磁気記録層１００ａ〜１００ｃ,１００ｅ〜１００ｇの磁化方向は、記録媒体の領域によって変わりうる。したがって、‘０’を記録するためのスイッチング磁場Ｈ１の絶対値と、‘１’を記録するためのスイッチング磁場Ｈ２の絶対値との差は、記録媒体の領域によって変わりうる。
【００１３】
スイッチング磁場散布（％）は、数式（ΔＨ／Ｈｍｉｎ）×１００で計算される。ここで、ΔＨは、｜｜Ｈ１｜−｜Ｈ２｜｜であり、Ｈｍｉｎは、｜Ｈ１｜及び｜Ｈ２｜のうち小さい値である。磁気記録層１００の磁気異方性エネルギーが、２×１０６ｅｒｇ／ｃｍ３であり、磁気記録層１００の４πＭｓ（ここで、Ｍｓは、飽和磁化量）が１.０Ｔ（テスラ）であるとき、一回の磁場印加によってスイッチングされるビットの数が１個である場合、従来のパターン化された媒体のスイッチング磁場散布は、７０％ほどに非常に高い。
【００１４】
したがって、従来のパターン化された媒体では、記録信頼性及びデータ安定性を確保し難い。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／００６８１９５Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１５４４４０Ａ１号明細書
【特許文献３】韓国公開特許２００５−００１０３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来の技術の問題点を改善するためのものであって、隣接する磁区の間の磁気的相互作用を減らせるパターン化された磁気記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を達成するために、本発明は、基板上に所定間隔をおいて配列された複数の磁気記録層を備えるパターン化された磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は、多層であり、かつ前記磁気記録層の間の磁気的相互作用を抑制する手段を備えることを特徴とするパターン化された磁気記録媒体を提供する。
【００１７】
前記磁気記録層は、二層以上の強磁性層を備え、前記手段は、前記強磁性層の間に介在された軟磁性層でありうる。
【００１８】
前記強磁性層と前記軟磁性層との間にそれぞれ非磁性層がさらに備えられる。
【００１９】
前記磁気記録層は、第１強磁性層、前記軟磁性層及び第２強磁性層が順次に積層された構造を含みうる。
【００２０】
前記第１強磁性層と前記軟磁性層との間、及び、前記軟磁性層と前記第２強磁性層との間に非磁性層が備えられる。
【００２１】
前記強磁性層の磁気異方性エネルギーは、１０６〜１０７ｅｒｇ／ｃｍ３でありうる。
【００２２】
前記強磁性層の厚さは、２〜１０ｎｍでありうる。
【００２３】
前記強磁性層は、ＣｏＣｒＰｔ層、ＣｏＰｔＰ層、Ｃｏ層とＰｔ層とを備える多重層、及び、Ｆｅ層とＰｔ層とを備える多重層のうち何れか一層でありうる。
【００２４】
前記軟磁性層の磁気異方性エネルギーは、５０〜１００００ｅｒｇ／ｃｍ３でありうる。
【００２５】
前記軟磁性層の厚さは、２〜１０ｎｍでありうる。
【００２６】
前記軟磁性層は、ＣｏＦｅ層、ＮｉＦｅ層、ＣｏＮｉＦｅ層及びＣｏ層のうち何れか一層でありうる。
【００２７】
前記軟磁性層の飽和磁化量をＭｓとすれば、４πＭｓは、０.３〜１.５Ｔでありうる。
【００２８】
前記非磁性層の厚さは、１〜５ｎｍでありうる。
【００２９】
前記非磁性層は、Ｃｕ層、Ｐｔ層、Ｒｕ層、Ｔａ層、ＮｉＦｅＣｒ層及びＣｒ層のうち何れか一層でありうる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明を利用すれば、隣接する磁気記録層の間の磁気的相互作用を減らせて、パターン化された磁気記録媒体のスイッチング磁場散布を減らせる。したがって、記録信頼性及びデータ安定性を向上させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施例によるパターン化された磁気記録媒体を、添付された図面を参照して詳細に説明する。添付された図面に示された層や領域の幅及び厚さは、明細書の明確性のために誇張して示した。
【００３２】
図２は、本発明の実施例によるパターン化された磁気記録媒体（以下、本発明のパターン化された媒体）を示す。
【００３３】
図２を参照すれば、本発明のパターン化された媒体は、基板２０上に所定間隔をおいて配列される複数の磁気記録層２００を備える。磁気記録層２００のそれぞれは、第１強磁性層２ａと第２強磁性層２ｂとの間に軟磁性層６がサンドイッチされた構造を有する。第１強磁性層２ａと軟磁性層６との間、及び、軟磁性層６と第２強磁性層２ｂとの間にそれぞれ第１及び第２非磁性層４ａ,４ｂが備えられている。磁気記録層２００の間には、非磁性境界層２５０が備えられている。第１及び第２強磁性層２ａ,２ｂの磁気異方性エネルギーは、１０６〜１０７ｅｒｇ／ｃｍ３でありうる。軟磁性層６の磁気異方性エネルギーは、５０〜１００００ｅｒｇ／ｃｍ３でありうるが、望ましくは、８０〜１０００ｅｒｇ／ｃｍ３である。
【００３４】
第１及び第２強磁性層２ａ,２ｂは、ＣｏＣｒＰｔ層、ＣｏＰｔＰ層、Ｃｏ層とＰｔ層とを備える多重層、及び、Ｆｅ層とＰｔ層とを備える多重層のうち何れか一層でありうる。軟磁性層６は、ＣｏＦｅ層、ＮｉＦｅ層、ＣｏＮｉＦｅ層及びＣｏ層のうち何れか一層であり、第１及び第２非磁性層４ａ,４ｂは、Ｃｕ層、Ｐｔ層、Ｒｕ層、Ｔａ層、ＮｉＦｅＣｒ層及びＣｒ層のうち何れか一層でありうる。
【００３５】
そして、第１及び第２強磁性層２ａ,２ｂの厚さは、２〜１０ｎｍであり、軟磁性層６の厚さは、２〜１０ｎｍでありうる。第１及び第２非磁性層４ａ,４ｂの厚さは、１〜５ｎｍでありうる。
【００３６】
非磁性境界層２５０は、ナノインプリントのようなナノパターニング方法を使用して樹脂、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）などの物質で形成しうる。非磁性境界層２５０は、空いている空間、すなわち、空気層でもありえる。非磁性境界層２５０が樹脂のような物質で形成されれば、非磁性境界層２５０の間に第１強磁性層２ａ、第１非磁性層４ａ、軟磁性層６、第２非磁性層４ｂ及び第２強磁性層２ｂを順次に充填して磁気記録層２００を形成しうる。磁気記録層２００及び非磁性境界層２５０の形成方法及び形成順序は、多様に変形される。
【００３７】
このような本発明のパターン化された媒体では、磁気記録層２００の構造的特徴のため、隣接する磁気記録層２００の間の磁気的相互作用が減少する。図３Ａ及び図３Ｂを参照して、前記磁気的相互作用が減少する理由をさらに詳細に説明する。
【００３８】
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ従来のパターン化された媒体に備えられた磁気記録層（以下、従来の磁気記録層）１００及び本発明のパターン化された媒体に備えられた磁気記録層（以下、本発明の磁気記録層）２００から発生する磁場を示す。図３Ａ及び図３Ｂで、従来の磁気記録層１００及び本発明の磁気記録層２００が第１方向Ｄ１に磁化している。磁化の方向は、図１Ａに示されている。
【００３９】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すれば、強磁性層で形成された従来の磁気記録層１００の磁場は、磁気記録層１００を中心に広く分布する。一方、本発明の磁気記録層２００の磁場は、磁気記録層２００の付近にのみ分布するが、その理由は、第１強磁性層２ａと第２強磁性層２ｂとの間に介在された軟磁性層６の磁気異方性エネルギーが小さいため、軟磁性層６が磁気記録層２００の中間で磁場を吸収する役割を行うためである。したがって、本発明の磁気記録層２００から発生する磁場は、磁気記録層２００を貫通する成分がほとんどであるので、本発明のパターン化された媒体で隣接する磁気記録層２００の間の磁気的相互作用は大きく減少する。
【００４０】
また、スイッチング動作時に軟磁性層６の磁化反転速度が第１及び第２強磁性層２ａ,２ｂの磁化反転速度より速いため、軟磁性層６は、磁気記録層２００の磁化反転の起曝剤の役割を行う。これにより、スイッチング速度が速くなる。
【００４１】
一方、第１及び第２非磁性層４ａ,４ｂは、それぞれ第１強磁性層２ａと軟磁性層６との間、及び、第２強磁性層２ｂと軟磁性層６との間で磁区壁が発生しないようにして、磁気記録層２００が単一磁区のように行動するようにさせる。磁気記録層２００が単一磁区のように行動するとき、磁気記録層２００を反転させるのに必要な磁場、すなわち、スイッチング磁場が過度に小さくなることが防止される。
【００４２】
図４は、図２に示した本発明のパターン化された媒体についてのシミュレーション結果であって、軟磁性層６の磁気的特性の変化による磁気記録層２００のスイッチング磁場散布の変化を示す。図４で、Ｍｓは、軟磁性層６の飽和磁化量を表し、Ｋは、軟磁性層６の磁気異方性エネルギー（ｅｒｇ／ｃｍ３）を表す。
【００４３】
前記シミュレーション結果は、Ｋ（ｅｒｇ／ｃｍ３）が８０、８００及び１６０００であるとき、軟磁性層６の４πＭｓを０.５から１.４Ｔまで変化させつつ計算した磁気記録層２００のスイッチング磁場分散である。
【００４４】
前記計算は、従来の技術の説明における計算と類似に、全ての磁気記録層２００が第１方向Ｄ１に磁化された状態で特定磁気記録層を第２方向Ｄ２に磁化させる場合、前記特定磁気記録層についての計算である。また、前記計算は、一回の磁場印加によってスイッチングされるビットの数が１個である場合についての計算である。
【００４５】
図４を参照すれば、磁気記録層２００の最大スイッチング磁場分散は、３８％未満であり、４πＭｓが０.６Ｔより小さい領域で磁気記録層２００のスイッチング磁場分散は、２０％以下に減少する場合もあるということが分かる。図４の結果から、本発明のパターン化された媒体の軟磁性層６の４πＭｓは、０.３〜１.５Ｔであり、望ましくは、０.３〜０.７Ｔであるということが分かる。
【００４６】
図４の結果と従来のパターン化された媒体のスイッチング磁場分散の計算結果とを比較すれば、本発明のパターン化された媒体のスイッチング磁場分散は、従来よりはるかに小さいということが分かる。
【００４７】
前述したように、本発明のパターン化された媒体は、隣接する磁気記録層２００の間の磁気的相互作用を抑制する軟磁性層６を備えるところ、スイッチング磁場分散を大きく減らせる。したがって、本発明を利用すれば、パターン化された磁気記録媒体の記録信頼性及びデータ安定性を向上させうる。
【００４８】
前記説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものではなく、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。例えば、当業者ならば、磁気記録層２００と非磁性境界層２５０との下部に、非磁性中間膜及び／または軟磁性下地膜をさらに備え、磁気記録層２００に備えられる強磁性層と非磁性層及び軟磁性層の積層数を異ならせることもある。すなわち、磁気記録層は、三層以上の強磁性層及びそれらの間にそれぞれ備えられる軟磁性層を備えることもある。したがって、本発明の範囲は、説明された実施例によって決定されず、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、磁気記録媒体関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】従来の技術によるパターン化された磁気記録媒体の構造及びその問題点を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのパターン化された磁気記録媒体に備えられた磁気記録層の履歴特性を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例によるパターン化された磁気記録媒体の断面図である。
【図３Ａ】従来のパターン化された磁気記録媒体に備えられた磁気記録層で誘発する磁場形態を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明のパターン化された磁気記録媒体に備えられた磁気記録層で誘発する磁場形態を示す断面図である。
【図４】図２に示された本発明のパターン化された磁気記録媒体のスイッチング磁場分散についてのシミュレーション結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
２ａ  第１強磁性層
２ｂ  第２強磁性層
４ａ  第１非磁性層
４ｂ  第２非磁性層
６  軟磁性層
２０  基板
２００  磁気記録層
２５０  非磁性境界層
【図１Ａ】
2008117514.tif 000003
【図１Ｂ】
2008117514.tif 000004
【図２】
2008117514.tif 000005
【図３Ａ】
2008117514.tif 000006
【図３Ｂ】
2008117514.tif 000007
【図４】
2008117514.tif 000008