(57)【要約】【課題】微細な磁区と許容範囲内の熱安定比を持ち、高い面密度を有する磁気データ記録層を備える磁気記録媒体及びそのためのスパッタターゲットを提供する。【解決手段】磁気データ記録層１０６が、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する合金と、酸素と単一元素又は合金のいずれか一方とからなる酸化化合物とを含む。高いＫｕを有するため、約５０〜７０の許容範囲内の熱安定比を維持すると同時に磁気データ記録層の磁区を著しく小さくでき、これにより２００Ｇｂ/ｉｎ2（約３１Ｇｂ/ｃｍ2）より大きな面密度を提供する。更に、そのような磁気データ記録層のスパッタリング用スパッタターゲットを提供する。スパッタターゲットは、高いＫｕを有する合金と、所望の酸化化合物又は反応的スパッタリングプロセスで酸化される元素のいずれか一方とを含む。高いＫｕを有する合金は、少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する。【選択図】図１
2008059733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気データ記録層を有する磁気記録媒体であって、
前記磁気データ記録層が、
少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５/Ｊｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、
酸素と少なくとも１つの元素が負の還元電位を持つ１つ以上の元素とからなる酸化化合物と、
を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１の合金は、Ｌ１0型規則金属間化合物、ＨＣＰ型規則金属間化合物及び希土類遷移金属合金からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記酸化化合物は、第１の合金の磁気粒子を分離する粒界で、酸化物に富む粒界に配列されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記第１の合金は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＭｎＡｌ、Ｃｏ3Ｐｔ、ＳｍＣｏ5及びＦｅ14Ｎｄ2Ｂからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
酸化化合物内の１つ以上の元素の少なくとも１つは、金属又は半金属であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記酸化化合物内の１つ以上の元素の少なくとも１つは、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、トリウム（Ｔｈ）及びウラン（Ｕ）からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、
酸素と少なくとも１つの元素が負の還元電位を持つ１つ以上の元素とからなる酸化化合物と、
を含むことを特徴とするスパッタターゲット。
【請求項８】
前記第１の合金と前記酸化化合物が合金化された請求項７に記載のスパッタターゲット。
【請求項９】
前記第１の合金は、Ｌ１0型規則金属間化合物、ＨＣＰ型規則金属間化合物及び希土類遷移金属合金からなるグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載のスパッタターゲット。
【請求項１０】
前記第１の合金は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＭｎＡｌ、Ｃｏ3Ｐｔ、ＳｍＣｏ5及びＦｅ14Ｎｄ2Ｂからなるグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載のスパッタターゲット。
【請求項１１】
前記酸化化合物内の１つ以上の元素の少なくとも１つは、金属又は半金属であることを特徴とする請求項７に記載のスパッタターゲット。
【請求項１２】
前記酸化化合物内の１つ以上の元素のうちの少なくとも１つは、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、トリウム（Ｔｈ）及びウラン（Ｕ）からなるグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載のスパッタターゲット。
【請求項１３】
請求項７に記載のスパッタターゲットによりスパッタされた膜であって、第１の合金の磁気粒子を分離する酸化物に富む粒界内で、前記酸化化合物が配列されることを特徴とする膜。
【請求項１４】
少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、
少なくとも１つの元素が負の還元電位を持つ１つ以上の元素を含む第２の物質と、
を含むことを特徴とするスパッタターゲット。
【請求項１５】
前記第１の合金と前記第２の物質が合金化された請求項１４に記載のスパッタターゲット。
【請求項１６】
前記第１の合金は、Ｌ１0型規則金属間化合物、ＨＣＰ型規則金属間化合物及び希土類遷移金属合金からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタターゲット。
【請求項１７】
前記第１の合金は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＭｎＡｌ、Ｃｏ3Ｐｔ、ＳｍＣｏ5及びＦｅ14Ｎｄ2Ｂからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタターゲット。
【請求項１８】
前記第２の物質内の１つ以上の元素の少なくとも１つは、金属又は半金属であることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタターゲット。
【請求項１９】
前記第２の物質内の１つ以上の元素のうちの少なくとも１つは、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、トリウム（Ｔｈ）及びウラン（Ｕ）からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタターゲット。
【請求項２０】
酸素雰囲気下で請求項１４に記載のスパッタターゲットにより反応的にスパッタされた膜であって、
第１の合金の磁気粒子を分離する酸化物に富む粒界内で、前記第２の物質の酸化物が配列されることを特徴とする膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体、より詳しくは、高い面密度を持つ磁気データ記録層を有する磁気記録媒体及びそのような磁気データ記録層を形成するためのスパッタターゲットに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の面密度を増大するためには、磁気記録媒体の記録層における個々の磁区サイズを縮小する必要がある。これは、磁気記録層の粒子を微細化することによって実現することは可能である。磁区サイズを減少させながら各々の磁区の熱安定性比を許容範囲内に維持するためには、高い磁気異方性定数を有する物質を使用することが望ましい。
【０００３】
従って、より小さな磁区と許容範囲内の熱安定比を併せ持つ磁気記録媒体、及び、そのような磁気記録媒体を形成するためのスパッタターゲットを提供する必要性がある。本発明は、これらの必要性を満足させ、同時にその他の利益を提供する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明によれば、磁気データ記録層は、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する合金と酸化化合物（oxide compound）（酸素と単一元素又は合金からなる）を含む。これらは高い磁気異方性定数Ｋｕを有するため、許容範囲内の約５０〜７０の熱安定比を維持すると同時に、この磁気データ記録層の磁区を著しく小さくでき、これにより２００Ｇｂ/ｉｎ2（約３１Ｇｂ/ｃｍ2、尚、１ｉｎ2＝６．４５ｃｍ2とする）より大きい面密度を提供することできる。また、そのような磁気データ記録層をスパッタリングするためのスパッタターゲットが提供される。前記スパッタターゲットは、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する合金と所望の酸化化合物又は反応性スパッタリングプロセス中に酸化されるような元素を含む。
【０００５】
本発明の１つの実施形態によれば、磁気記録媒体は、少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ（ジュール）/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、酸素と１つ以上の元素からなり前記元素の少なくとも１つが負の還元電位を有する酸化化合物と、を含む磁気データ記録層を有する。
【０００６】
本発明の別の実施形態によれば、スパッタターゲットは、少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、酸素と１つ以上の元素からなり前記元素の少なくとも１つが負の還元電位を有する酸化化合物と、を含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、スパッタターゲットは、少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する第１の合金と、１つ以上の元素を含み前記元素の少なくとも１つが負の還元電位を有する第２の物質とを含む。
【０００８】
本発明の前述した発明の開示及び下記の詳細な説明は、代表的な例かつ説明用途のためのものであり、特許請求の範囲に記載された発明の追加的な説明を提供することを目的とするものであるということを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
下記の詳細な説明において、多くの具体的な詳細内容は、本発明の十分な理解を提供するために示すものである。しかしながら、本発明がこれら具体的な詳細内容のいくつかが無くても実施可能であるということは当業者には明らかであろう。別の例では、公知の構成及び技術は不必要に本発明を不明瞭にすることを避けるために詳述していない。
【００１０】
図１は、本発明の１つの実施形態による磁気記録媒体積層体１００を示す。磁気記録媒体積層体１００は、基板１０１（例えば、ガラス或いはアルミニウム）、シード層１０４、下地層１０５及び磁気データ記録層１０６を備える。また、磁気記録媒体積層体１００は、基板１０１上に配置された層１０２及び１０３のような1以上の軟らかい下地層を備えてもよい。前記軟らかい下地層は、他の非磁性層或いは磁性層を含んでいてもいなくてもよい。更に、磁気記録媒体積層体１００は、層１０７及び１０８のような潤滑層及びカーボン保護層を備えてもよい。前記潤滑層及びカーボン保護層は他の磁性層或いは非磁性層を含んでいてもいなくてもよい。
【００１１】
図２は、磁気データ記録層１０６の詳細を示す図である。磁気データ記録層１０６は、２つの異なる物質から構成されている。１つは、磁気データ記録層１０６の粒子を微細化するための酸化化合物であり、他の１つは、許容範囲内の熱安定比を確保するために高い磁気異方性定数Ｋｕをもつ物質である。
【００１２】
酸化化合物が存在することで、磁気データ記録層１０６の粒子が微細化される。これは、酸化化合物が、酸化物の豊富な粒界相１１０に配列される結果として起こる。前記粒界相１１０が、磁気異方性定数Ｋｕの高い物質からなる磁気粒子１０９を分離するように働き、それによって、効果的な磁区の交換分離（exchange decoupling）に寄与し、信号対雑音比（ＳＮ比）を改善する。
【００１３】
１つの態様によれば、酸化化合物は、酸素と負の還元電位を有する単一元素との化合物である。別の態様によれば、酸化化合物は、酸素と少なくとも１つの元素が負の還元電位を有する複数の元素との化合物である。下記の表１は、本発明の磁気データ記録層内の酸化物として用いるのに適した負の還元電位を有する多数の金属及び半金属を示す。
【００１４】
【表１】
2008059733.tif 000003
【００１５】
磁気データ記録層１０６の磁区の熱安定比は、下記の式（１）で与えられる。
ＫｕＶ／ｋBＴ                          （１）
ここで、Ｋｕは磁区の物質の磁気異方性定数、Ｖは磁区のサイズ、ｋBはボルツマン定数、Ｔはケルビン温度での磁区温度である。式（１）からわかるように、磁区のサイズＶが減少するにつれて磁気異方性定数Ｋｕは同じ熱安定比を維持するためには増大しなければならない。従って、磁区のサイズを減少させても，高い磁気異方性定数Ｋｕを有する物質の存在により、磁気データ記録層１０６の磁区において許容範囲内の約５０〜７０の熱安定比を維持することができる。
【００１６】
１つの態様によれば、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する物質は、少なくとも０．５×１０7ｅｒｇ/ｃｍ3（０．５Ｊ/ｃｍ3）の磁気異方性定数を有する。例えば、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する物質は、Ｌ１0型規則金属間化合物、ＨＣＰ型規則金属間化合物及び希土類遷移金属合金のような物質から選択される。下記の表２は、本発明の磁気データ記録層の第１の物質として用いるのに適した高い磁気異方性定数を持つ物質を示す。
【００１７】
【表２】
2008059733.tif 000004
【００１８】
磁気記録媒体積層体１００は、特定の層配置に関して述べたが、本発明の範囲がそのような構成に限定されるものではないことは当業者には明らかであろう。更に言えば、本発明は、磁気記録媒体積層体１００より少ない層或いは多い層を含む磁気記録媒体に適用でき、そして、当業者に公知のいかなる配列にも形成される。
【００１９】
図３は、本発明の１つの実施形態によるスパッタターゲット２００を示す。スパッタターゲット２００は、磁気データ記録層１０６のような膜をスパッタするために使用することができる。本発明の１つの実施形態によれば、スパッタターゲット２００は、２つの異なる物質から形成されている。１つは、スパッタターゲットによりスパッタされた磁気データ記録層の粒子を微細化するための酸化化合物（例えば表１に列挙した１つ以上の元素の酸化物）であり、他の１つは、スパッタターゲットによりスパッタされた磁気データ記録層の熱安定比を保証するための高い磁気異方性定数Ｋｕを有する物質（例えば表２に列挙した合金の１つ）である。１つの態様によれば、これら２つの物質は、単一の合金としてスパッタターゲット２００に組込まれる。別の態様によれば、これら２つの物質は、スパッタターゲット２００の分離領域として提供されるか、或いは、当業者には容易に分かる多くの他の方法のうちのいずれか１つにより組込まれる。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、スパッタターゲット２００が酸素雰囲気下で磁気データ記録層１０６のような膜を反応的にスパッタするために使用される場合、スパッタターゲット２００は酸化化合物を含まない。更に言えば、高い磁気異方性定数Ｋｕを有する物質（例えば表２に列挙した合金の１つ）の添加に加えて、スパッタターゲット２００は、１つ以上の元素から形成され、該元素の少なくとも１つが負の還元電位を持つ（例えば表１に列挙した１つ以上の元素）第２の物質を含む。この第２の物質は、反応的にスパッタされた磁気データ記録層の粒子を微細化するための酸化化合物を提供するために、反応的スパッタリングプロセス中に酸素と結合する。１つの態様によれば、これら２つの物質は、単一の合金としてスパッタターゲット２００内に組込まれる。別の態様によれば、これら２つの物質は、スパッタターゲット２００の分離領域として提供されるか、或いは、当業者には容易に分かる多くの他の方法のうちのいずれか１つにより組込まれる。
【００２１】
図４は、本発明の１つの態様による基板３０１上に膜３００を生成するためにスパッタされるスパッタターゲット２００を示す。スパッタリングプロセスにおいて、スパッタターゲット２００は、低圧の不活性ガス雰囲気下にあるスパッタリングチャンバ３０２内に置かれる。スパッタターゲット２００は、不活性ガスを励起してプラズマを発生するための電場に曝される。プラズマ内のイオンは、スパッタターゲット２００の表面に衝突し、その結果、スパッタターゲット２００の表面から分子が放出される。スパッタターゲット２００と基板３０１間の電圧差によって放出された分子が基板３０１上に所望の膜３００を形成する。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、スパッタターゲット２００が酸素雰囲気下で反応的にスパッタされる場合、スパッタリングチャンバ３０２は、低圧の、不活性ガスと酸素との混合雰囲気となる。スパッタターゲット２００は、両方のガスを励起してプラズマを発生するための電場に曝される。スパッタターゲット２００から放出された負の還元電位を持つ元素のいくつかは、プラズマ内の酸素と化学的に反応して酸化化合物を形成し、この酸化化合物が基板３０１の表面上に膜３００を形成する。
【００２３】
上述においては、特に種々の図面及び実施形態に従って本発明を説明したが、これらは発明の説明を目的としただけであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。本発明の実施に当たっては、多数の他の方法があるであろう。本発明について多くの変更及び修正が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者によってなされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による磁気記録媒体を示す図である。
【図２】本発明の１つの態様による磁気データ記録層を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるスパッタターゲットを示す図である。
【図４】本発明の１つの態様による膜生成のためにスパッタされるスパッタターゲットを示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００    磁気記録媒体積層体
１０１，３０１    基板
１０２，１０３    下地層（軟らかい）
１０４    シード層
１０５    下地層
１０６    磁気データ記録層
１０７    潤滑層
１０８    保護層
１０９    磁気粒子
１１０    粒界相
２００    スパッタターゲット
３０２    スパッタリングチャンバ
【図１】
2008059733.tif 000005
【図２】
2008059733.tif 000006
【図３】
2008059733.tif 000007
【図４】
2008059733.tif 000008