(57)【要約】  磁気記録媒体は、ＡｌＲｕ及びＡｌＶの一方からなるシード層と、ＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層と、前記ＡｌＲｕ及びＡｌＶの他方からなり前記シード層と前記磁気記録層の間に設けられた下地層とを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＲｕ及びＡｌＶの一方からなるシード層と、
ＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層と、
該ＡｌＲｕ及びＡｌＶの他方からなり、該シード層と該磁気記録層の間に設けられた下地層とを備えた、磁気記録媒体。
【請求項２】
該シード層と該下地層の合計膜厚は約２０ｎｍから７０ｎｍの範囲である、請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
該シード層の膜厚は約５ｎｍから５０ｎｍの範囲であり、該下地層の膜厚は約２ｎｍから５０ｎｍの範囲である、請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
該シード層は、Ａｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、Ｎ２又はＯ２の分圧ＰＮ，ＯがＰＮ，Ｏ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成されている、請求項１〜３のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
ガラス又はＡｌからなる基板を更に備え、
該シード層は該基板上に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
該基板は機械的テキスチャリングを施されている、請求項５記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
該磁気記録層は、単一の磁性層又はシンセティックフェリ磁性構造からなり、該シンセティックフェリ磁性構造は反強磁性結合された少なくとも２つのＣｏＣｒ合金からなる磁性層からなり、該ＣｏＣｒ合金からなる磁性層のｃ軸は比ｈ≦０．１５が成立するようにその表面に対して概ね平行であり、ｈ＝Ｈｃ⊥／Ｈｃ、Ｈｃ⊥は垂直保磁力、Ｈｃは該表面に沿った保磁力を表す、請求項１〜６のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
該下地層と該磁気記録層の間に設けられ、該下地層上に直接約１ｎｍから１５ｎｍの膜厚で形成されたＣｒ−Ｍ格子整合層を更に備え、
Ｍは原子比が５％以上のＭｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗからなるグループから選択された材料からなる、請求項１〜７のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
該Ｃｒ−Ｍ格子整合層と該磁気記録層の間に設けられ、約１ｎｍから５ｎｍの膜厚で形成された微磁性又は非磁性のｈｃｐ構造を有するＣｏＣｒ合金からなる中間層を更に備えた、請求項８記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
該下地層と該磁気記録層の間に設けられ、該磁気記録層と直接接触すると共に約１ｎｍから３ｎｍの膜厚で形成された実質的にＲｕからなる格子整合層を更に備えた、請求項１〜７のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
ＡｌＲｕ及びＡｌＶの一方からなるシード層と、ＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層と、該ＡｌＲｕ及びＡｌＶの他方からなり該シード層と該磁気記録層の間に設けられた下地層とを備えた少なくとも１つの磁気記録媒体と、
該磁気記録媒体に信号を記録し及び／又は該磁気記録媒体から信号を再生するヘッドとを備えた、磁気記憶装置。
【請求項１２】
該磁気記録媒体は磁気ディスクである、請求項１１記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体及び磁気記憶装置に係り、特にシード層を有し高密度記録に適した水平磁気記録媒体及びそのような磁気記録媒体を用いる磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な水平磁気記録媒体は、基板、シード層、Ｃｒ又はＣｒ合金の下地層、ＣｏＣｒ合金の中間層、情報が書き込まれるＣｏ合金の磁性層、Ｃの上側層、及び有機物潤滑剤がこの順序で積層された構造を有する。現在使用されている基板は、ＮｉＰめっきされたＡｌＭｇ合金の基板及びガラス基板を含む。ガラス基板は、その耐衝撃性、平滑性、硬度、軽量であること、及び特に磁気ディスクの場合はディスク縁部でのフラッタが最小となることから、より一般的に使用されている。
【０００３】
図１に示す第１の例では、基板１上にＮｉＰからなる非晶質（アモルファス）層３が形成されている。ＮｉＰ層３は、好ましくは酸化されている。ＮｉＰ層３上には、実質的にＣｒからなる２つの下地層４，５が形成され、その（００２）結晶配向の上に磁性層７が形成されている。通常、第２のＣｒ下地層５は、第１のＣｒ下地層４よりも大きな格子パラメータを有する。磁性層７は、（１１２−０）結晶配向を有し、単層から構成されていても、直接接触すると共に磁気的には１つの磁性層として振舞う複数層から構成されていても良い。ＣｏＣｒ合金からなる中間層６を磁性層７とＣｒ下地層４，５との間に形成することもできる。ＮｉＰのガラスへの接着を強化するために、ＮｉＰにＣｒ等の元素を加えて合金化しても、実質的にＣｒからなる接着層２を別途設けても良い。しかし、Ａｌのような金属基板の場合は、このような接着層２を設ける必要はない。磁性層７上には、スピンバルブヘッドの如き磁気変換素子との使用のために、Ｃからなる保護層８と有機物潤滑層９が形成されている。
【０００４】
図２に示す第２の例の構造は、図１に示す構造と類似している。しかし、図２に示す構造の場合、磁性層７はＲｕからなるスペーサ層１０を介して反強磁性結合されている複数の層７−ａ，７−ｂに置き換えられており、所謂シンセティックフェリ磁性媒体（ＳＦＭ：Synthetic Ferrimagnetic Medium）を形成している。第１の層７−ａは安定化層として機能し、第２の層７−ｂは主記録層として機能する。
【０００５】
図３に示す第３の例は、高融点金属Ｔａ−Ｍからなるシード層３−ａを用いる。ここで、Ｍは窒素又は酸素である。ガラス基板１上には、Ａｒ+Ｎ２又はＡｒ+Ｏ２ガスで反応性スパッタリングによりＴａ−Ｍシード層３−ａが形成され、その上には下地層４が形成されている。特許文献１には、（００２）の結晶配向が記載されているが、下地層の組成はＣｒ又はＣｒ合金に限定されており、Ｂ２構造の材料のような他の材料からなる下地層についての記載はない。磁性層７は、上記第１の例の場合と同様に、中間層６又は下地層５上に（１１２−０）の優先配向で形成されている。
【０００６】
粒子サイズ、粒子サイズ分布、優先配向及びＣｒ偏析を含む磁性層の微構造は、磁気記録媒体の記録特性を大きく左右する。磁性層の微構造は、通常１又は複数のシード層及び１又は複数の下地層を用い、基板に適切な機械的テキスチャリングを施すことで制御される。水平磁気記録媒体の現在の５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２程度の記録密度を向上させて、将来１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２以上の記録密度を達成するためには、小さな粒子サイズ及び小さな粒子サイズ分布と共に良好な結晶配向が望まれる。
【０００７】
シード層は、通常は基板に最も近く、主に下地層等の後続の層の所望の結晶配向を促進させる。シード層は、非晶質であることが多く、ＮｉＰ又はＢ２構造を有する材料からなる。他方、下地層は、結晶質であることが多く、Ｃｒ等のｂｃｃ構造を有する材料からなり、（００２）、（１１０）又は（１１２）結晶配向を有する。
【０００８】
下地層に最も一般的に用いられる材料は、Ｃｒ又はＭｏ，Ｍｎ，Ｖ，Ｔｉ又はＷを含むＣｒ合金であり、Ｃｒ含有量は典型的には少なくとも７０原子％であり，添加物は格子パラメータを増加させるために用いられることが多い。格子パラメータを増加させることで、Ｃｒ下地層とＣｏ合金の磁性層との間の格子不整合を減少させるのに役立つ。シード層及び下地層は、通常はガラス又はＡｌ等からなる適切な基板上の機械的テキスチャリングを施された、或いは、施されていないＮｉ８１Ｐ１９上に形成される。機械的テキスチャリングを施すことにより、ＮｉＰは必然的に露出されて空気により表面が酸化される。酸化させることは、Ｃｒを（００２）面内結晶配向で成長するためには重要であり、この結果後続の磁性層が（１１２−０）結晶配向を有するようにすることができる。
【０００９】
特許文献２では、これを利用するもので、ガラス基板上に反応性スパッタリングされたＮｉＰ（Ｏ２を含む）シード層が記載されている。典型的な例として、ＣｒはＸＲＤスペクトルで（１１０）ピークのない（００２）結晶配向を促進させるために、Ｔｓ>１８０℃の基板温度で形成される。基板温度Ｔｓを低くすると粒子は小さくし得るが、（１１０）結晶配向が発現してしまう。ＮｉＰはガラス上にはあまり良好に接着しないため、例えば特許文献３に記載されている如き接着層を用いても良い。２つのＣｒ合金層を用いて下地層の合計膜厚を１０ｎｍ未満にすることで、８ｎｍから１０ｎｍ程度の下地層の粒子サイズを実現することができる。下地層の合計膜厚を増加させると、平均粒子サイズを大幅に増加させる傾向にある。例えば膜厚ｔ＝３０ｎｍのＣｒ８０Ｍｏ２０からなる単層の場合、平均粒子サイズは約２０ｎｍになることもあり、これは明らかに近年の媒体雑音に対する要求に対しては不十分である。
【００１０】
非特許文献１では、膜厚に応じた粒子径の増加が観測されている。下地層の膜厚を更に減少させると、磁性層のｃ軸の面内配向（ＩＰＯ）が低下するので、平均粒子サイズを８ｎｍ未満とすることは難しい。下地層の平均粒子サイズが小さくても、２以上の磁性粒子がその上に成長可能な如き大きな粒子が時折発生することもある。磁気的分離が完全でないと、これらのような粒子の有効磁気異方性が減少する場合もある。
【００１１】
粒子サイズを減少させる他の方法としては、ＣｏＣｒＰｔマトリックスにＢ（ボロン）を含める方法がある。記録層の粒子サイズは、Ｂを含めることにより減少され、磁気記録媒体の信号対雑音比及び磁気特性が大幅に向上する。しかし、Ｂの含有量が非常に大きくなるとｆｃｔ相が増加し、あるＢの含有量を超えると、特にＢの濃度が８％を超えると、結晶品質が低下する。
【００１２】
特許文献４には、ＮｉＡｌやＦｅＡｌの如きＢ２構造を有する規則合金下地層が記載されている。Ｂ２，Ｌ１０，Ｌ１２等の構造を有する規則合金は、成分原子間の強い結合のため小さい粒子サイズとなることが予想される。ＮｉＡｌもＦｅＡｌもガラス基板上には（２１１）結晶配向で成長するので、磁性層のｃ軸は（１０１０）結晶配向と面内方向となる。膜厚が大きく６０ｎｍを超える層の場合であっても、１２ｎｍ程度の粒子サイズを得ることができる。ＮｉＰ上にＮｉＡｌ及びＣｒの両方を用いることは、特許文献５にも記載されている。この場合、結晶質のＣｒプレ下地層の（００２）結晶配向によりＮｉＡｌは（００１）結晶配向を発現し、磁性層の結晶配向はＣｏ（１１２−０）となる。
【００１３】
Ｃｒ（００２）結晶配向を促進させるシード層は、ＮｉＰ以外にもある。特許文献１では、少なくとも１％の窒素又は酸素からなる反応性元素を含むＴａ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属が提案されている。Ａｒ+Ｎ２ガスで反応性スパッタリングされるＴａの場合、Ｎ２の容積率が増加するとＸＲＤスペクトルにＣｏ（１１２−０）と共にＣｒ（００２）が現れる。特許文献１では、典型的な下地層の膜厚として５０ｎｍが記載されており、膜厚が広範囲で変化しても磁気記録媒体の磁気特性は殆ど影響されないと記載されている。しかし、容積率を３．３％まで増加させると、両方のピークが消失するので、結晶配向が低下することがわかる。特許文献１は、基板温度Ｔｓの好ましい範囲として１５０℃から３３０℃、より好ましい範囲として２１０℃から２５０℃が提案されている。これにより、ＣｒをＴａＮ上に形成する際に必要となる基板温度Ｔｓは、ＮｉＰ上に形成する場合と同様になる。特許文献１には、好ましい窒素の分圧として０．１ｍＴｏｒｒから２ｍＴｏｒｒも提案されている。Ｔａ−Ｎ膜の窒素濃度は不明であるが、１０原子％から５０原子％であると考えられる。
【００１４】
非特許文献２は、ガラス上のＣｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｚｒからなるプレコート層について報告している。Ｔａ膜の場合、適切な量のＮ２による反応性スパッタリングにより、後続のＣｒ下地層の結晶配向が実際に向上する。Ｃｒを直接ガラス上に形成することで、（００２）の優先配向のみならず、望ましくない（１１０）結晶配向も発現する。
【００１５】
非特許文献３は、ＶＭｎ合金の下地層について報告しており、Ｖ含有量は７１．３原子％でありＭｎ含有量は２８．７原子％である。Ｖの融点は１５００℃と高く、スパッタリングされると原理的には小さい粒子で成長するが、多くのシード層及びガラス上では非常に強い（１１０）結晶配向で成長する。
【００１６】
特許文献６においても、Ｂ１構造を有するＭｇＯや、ＮｉＡｌやＦｅＡｌ等の後続のＭｎ含有合金のテンプレートとして機能する多くのＢ２構造を有する材料からなる多結晶シード層が提案されている。
【００１７】
ＩＰＯが良好であると、残留磁化が増加して信号の熱安定性が向上する。良好なＩＰＯは、高密度のビットを可能とする磁気記録媒体の解像度又は容量をも向上させる。近年開発されたシンセティックフェリ磁性媒体（ＳＦＭ）は、同じ残留磁化と膜厚の積Ｍｒｔを有する従来の磁気記録媒体と比較すると、向上された熱安定性及び解像度を有する。ＳＦＭは、非特許文献４にて提案されている。従来の磁気記録媒体で使用し得るシード層は、ＳＦＭにおいても使用可能であるが、水平記録の限界を高めるＳＦＭの性能は、特にＩＰＯが完全に近い場合に良好に引き出せる。
【００１８】
ＩＰＯは、非特許文献５で行われているような低入射角ＸＲＤ、又は、より簡単には表面と垂直な保磁力と表面に沿った保磁力の比（ｈ＝Ｈｃ⊥／Ｈｃ、Ｈｃ⊥は垂直保磁力、Ｈｃは表面に沿った保磁力）によって量子化することができる。
【００１９】
Ｃｒ（００２）／ＮｉＰからなる磁気記録媒体の比ｈは、典型的にはｈ≦０．１５であり、下地層と磁性層の格子整合が非常に悪い場合にのみｈ>０．２となる。ｈ≦０．１５であると、表面の法線に対して垂直なＭ（Ｈ）ヒステリシスループは磁界に対して略線形であり、典型的なＨｃ⊥は５００Ｏｅ未満である。ＮｉＡｌの場合、（２１１）結晶配向は弱く、上記を実現して（０００２）配向の磁性粒子の発現を減少させるためには通常５０ｎｍを超える膜厚が必要である。従来の磁気記録媒体において、ガラス上に直接設けられたシード層にＮｉＡｌを用いる研究では、角形比が低下し（ｈ>０．２５）、Ｃｒ（００２）／ＮｉＰからなる磁気記録媒体の性能と同等の性能を得ることはできなかった。又、ＮｉＰやＣｏＣｒＺｒといったシード層を用いた場合も、結果は同じであった。
【００２０】
ＮｉＰ／Ａｌ−Ｍｇからなる磁気記録媒体の場合は磁性層のｃ軸の広がりが±５°未満であるのに対し、非特許文献５におけるＸＲＤ測定によると広がりは±２０°を超えるものであった。ＴａＮを用いた磁気記録媒体の場合、ＸＲＤデータではＣｒ（００２）及びＣｏ（１１２−０）のピークが見えないものの、ｈ>０．２であり磁気記録媒体の性能はＣｒ（００２）／ＮｉＰからなる磁気記録媒体の性能を下回るものであった。ここで用いたＣｒ合金の下地層の膜厚は２０ｎｍ未満であり、下地層の膜厚を２０ｎｍを超える値まで増加させても比ｈの減少は観測されなかった。
【００２１】
ＩＰＯに加え、ＳＦＭを製造する際の問題は、特にベアガラス基板を用いた場合、従来の磁気記録媒体の場合と比べると必要となるチャンバ数が増加する点である。更に、スループットを高いレベルに維持する必要があるため、成長する膜厚は典型的には３０ｎｍに規制される。これより膜厚の大きなシード層又は下地層を形成するには２つのチャンバが必要となる。歩留まりを高くするためだけではなく、磁性層が形成される前に高い放射率を有するガラス基板の温度が低下するのを防止するためには、典型的な連続成長を高速に行う必要がある。そうしないと、加熱工程が必要となり、別途その工程用のチャンバも必要となってしまう。基板の放射率は、シード層及び下地層により減少するので、いずれもあまり薄くすることはできない。ＣＶＤによりＣを成長する場合のようにバイアス電圧を印加する場合には、必要となる磁気記録媒体の合計膜厚は通常３０ｎｍを超える。
【００２２】
近年、ガラス上にＢ２構造のＡｌＲｕシード層を設ける研究がなされており、ＮｉＰがコーティングされた基板やＮｉＡｌがコーティングされた基板と比較すると、ガラス基板と用いてＩＰＯを大幅に向上し得る材料としてＡｌＲｕが非常に良い材料であることがわかった。しかし、このように適用可能なＡｌＲｕの有用な範囲では、Ｒｕ含有量は５０％でありＡｌＲｕはＢ２構造を有する。このようにＲｕ含有量が多いため、ターゲットのコストも非常に高くなる。現在の磁気記録媒体では、良好なＩＰＯと信号対雑音比の要求を満たすために約２５ｎｍの膜厚のＡｌＲｕ層を２層設けている。
【特許文献１】米国特許第５，６８５，９５８号
【特許文献２】米国特許第５，８６６，２２７号
【特許文献３】米国特許第６，１３９，９８１号
【特許文献４】米国特許第５，６９３，４２６号
【特許文献５】米国特許第６，０１０，７９５号
【特許文献６】米国特許第５，３４４，７０６号
【非特許文献１】Tang et al., "Microstructure and texture evolution of Cr thin films with thickness", J. Appl. Phys., vol.74, pp.5025-5032, 1993
【非特許文献２】Kataoka et al., "Magnetic and recording characteristics of Cr, Ta, W and Zr pre-coated glass disks", IEEE Trans. Magn., vol.31, pp.2734-2736, 1995
【非特許文献３】Oh et al., "A Study on VMn underlayer in CoCrPt Longitudinal Media", IEEE Trans. Magn., vol.37, pp.1504-1507, 2001
【非特許文献４】Abarra et al., "Longitudinal recording media with thermal stabilization layers", Appl. Phys. Lett., vol.77, pp.2581-2583, Oct. 2000
【非特許文献５】Doerner et al., "Demonstration of 35 Gbits/in2 in media on glass substrates", IEEE Trans. Magn., vol.37, pp.1052-1058, March 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
そこで、本発明は、上記の問題を除去した新規、且つ、有用な磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することを概括的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のより具体的な目的は、比較的安価に、磁気記録層の粒子サイズを減少させることができ、磁気記録層の所望の配向を促進させることができ、性能を向上することができる磁気記録媒体及び磁気記憶装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、ＡｌＲｕ及びＡｌＶの一方からなるシード層と、ＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層と、該ＡｌＲｕ及びＡｌＶの他方からなり、該シード層と該磁気記録層の間に設けられた下地層とを備えた磁気記録媒体を提供することにある。
【００２６】
本発明の更に他の目的は、ＡｌＲｕ及びＡｌＶの一方からなるシード層と、ＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層と、該ＡｌＲｕ及びＡｌＶの他方からなり該シード層と該磁気記録層の間に設けられた下地層とを備えた少なくとも１つの磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に信号を記録し及び／又は該磁気記録媒体から信号を再生するヘッドとを備えた磁気記憶装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的及び特長は、以下図面と共に述べる説明より明らかとなろう。
【発明の効果】
【００２８】
本発明になる磁気記録媒体によれば、比較的安価に、磁気記録層の粒子サイズを減少させることができ、磁気記録層の所望の配向を促進させることができ、性能を向上することができる。
【００２９】
本発明になる磁気記憶装置によれば、比較的安価に、磁気記録層の粒子サイズを減少させることができ、磁気記録層の所望の配向を促進させることができ、性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の磁気記録媒体の第１の例の一部を示す断面図である。
【図２】従来の磁気記録媒体の第２の例の一部を示す断面図である。
【図３】従来の磁気記録媒体の第３の例の一部を示す断面図である。
【図４】本発明になる磁気記録媒体の第１実施例の要部を示す断面図である。
【図５】本発明になる磁気記録媒体の第２実施例の要部を示す断面図である。
【図６】本発明になる磁気記録媒体の第３実施例の要部を示す断面図である。
【図７Ａ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図７Ｂ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図７Ｃ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図８Ａ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図８Ｂ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図８Ｃ】ＡｌＶ下地層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。
【図９Ａ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図９Ｂ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図９Ｃ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図１０Ａ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図１０Ｂ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図１０Ｃ】ＡｌＲｕシード層の膜厚が一定である場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。
【図１１】ＡｌＲｕシード層膜厚に対する孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。
【図１２】ＡｌＶ下地層膜厚に対する孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。
【図１３】ＡｌＶ下地層が様々なＮ２％で反応性スパッタリングされた場合の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。
【図１４Ａ】第２実施例の第２変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１４Ｂ】第２実施例の第２変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１４Ｃ】第２実施例の第２変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１４Ｄ】第２実施例の第２変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１５Ａ】第２実施例の第２変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１５Ｂ】第２実施例の第２変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１５Ｃ】第２実施例の第２変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１５Ｄ】第２実施例の第２変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。
【図１６】ＡｌＶシード層が様々なＮ２の分圧ＰＮで反応性スパッタリングされた場合の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。
【図１７】磁気記録媒体の第２実施例の第２変形例と３５Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気記録媒体をＦ２＝３３０ｋｆｃｉの記録密度で評価した場合の孤立信号対媒体雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍの比較を示す図である。
【図１８Ａ】第３実施例の変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図１８Ｂ】第３実施例の変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図１８Ｃ】第３実施例の変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図１９Ａ】第３実施例の変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図１９Ｂ】第３実施例の変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図１９Ｃ】第３実施例の変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。
【図２０】シード層にＡｌＶを用い下地層にＡｌＲｕを用いる磁気記録媒体のＸＲＤスペクトルを示す図である。
【図２１】磁気記憶装置の一実施例の要部を示す断面図である。
【図２２】磁気記憶装置の実施例の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１      基板
１３      シード層
１４      下地層
１５      格子整合層
１６      中間層
１７，１７−ａ，１７−ｂ      磁性層
１８      保護層
１９      有機物潤滑層
２０      スペーサ層
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明になる磁気記録媒体及び磁気記憶装置の各実施例を、図４以降と共に説明する。
【実施例】
【００３３】
図４は、本発明になる磁気記録媒体の第１実施例の要部を示す断面図である。図４において、ガラス又はＡｌ基板１１上には、金属間合金からなるシード層１３及び下地層１４が形成されている。シード層１３は、例えばＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、適切な分圧で反応性スパッタリングすることにより形成されている。下地層１４上には、Ｃｏ合金又はＣｏＣｒ合金からなる磁気記録層（以下、単に磁性層と言う）１７が形成されている。磁性層１７は、（１１２−０）結晶配向を有し、単層から構成されていても、直接接触すると共に磁気的には１つの磁性層として振舞う複数層から構成されていても良い。磁性層１７上には、スピンバルブヘッドの如き磁気変換素子との使用のために、Ｃからなる保護層１８及び有機物潤滑層１９が形成されている。
【００３４】
ガラス又はＡｌ基板１１には、機械的テキスチャリングが施されていても良い。
【００３５】
下地層１４に用いられる金属間合金は、好ましくはＢ２構造を有する、ＡｌＶやＡｌＲｕ等の２元合金である。下地層１４に用いられる金属間合金は、後続の層の格子整合及び結晶配向を促進し、良好な格子整合によりＣｒ（００２）の成長及び後続の磁性層の（１１２−０）を得るのに適している。
【００３６】
Ｂ２構造を形成しているＡｌＶ又はＡｌＲｕ下地層材料は、２つの別々の金属ターゲットからスパッタリングすることにより成長しても、組成が２元合金を構成する一方の元素から主に構成されている別々の金属ターゲットからスパッタリングすることにより成長しても良い。下地層１４は、例えば約２ｎｍから５０ｎｍの膜厚に成長され、望ましくは１０ｎｍから４０ｎｍの膜厚に成長される。
【００３７】
バッファ層として機能するシード層１３は、下地層１４を形成する前に形成され、下地層１４に用いられる材料とは異なるＡｌＲｕやＡｌＶ等の非晶質又は結晶質の２元合金からなる。例えば、ＡｌＶ下地層１４にはＡｌＲｕシード層１３が用いられ、ＡｌＲｕ下地層１４にはＡｌＶシード層１３が用いられる。シード層１３は、下地層１４の良好な結晶配向を促進し、後続のＣｒ系の層の（００２）結晶配向の良好な成長及び非常に良好な（１１２−０）結晶配向の磁性層１７を実現する。
【００３８】
シード層１３は、例えば約５ｎｍから５０ｎｍの膜厚に成長され、望ましくは１０ｎｍから４０ｎｍの膜厚に成長される。望ましくは、シード層１３と下地層１４の合計膜厚が約２０ｎｍから７０ｎｍである。このような望ましい合計膜厚は、２つのチャンバだけで形成可能であるため、後続の層を形成する際のガラス基板温度の低下を減少させることができる。シード層１３は、適切な温度範囲の適切な圧力下で、基板バイアスを印加或いは印加しない状態で処理可能である。Ａｌ等の材料からなる金属基板には基板バイアスを印加できるが、ガラス基板の場合には基板バイアスを印加するにはＣｒ等の材料からなるプレシード層を設けることが望ましい。
【００３９】
ＡｌＶをシード層１３又は下地層１４に用いる場合、ＡｌＶｘのＶ含有量ｘはｘ＝３０原子％から８０原子％の範囲であることが望ましい。
【００４０】
Ｃからなる保護層１８の膜厚は例えば約１ｎｍから５ｎｍである。又、有機物潤滑層１９の膜厚は例えば約１ｎｍから３ｎｍである。ＣＶＤで形成可能な保護層１８は硬く、磁気記録媒体を大気劣化から保護するだけではなく、ヘッドとの物理的接触から保護する。潤滑層１９は、ヘッドと磁気記録媒体との間のスティクションを低減する。
【００４１】
図５は、本発明になる磁気記録媒体の第２実施例の要部を示す断面図である。図５中、図４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４２】
図５において、シード層１３は、Ａｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、Ｎ２又はＯ２の分圧ＰＮ，ＯがＰＮ，Ｏ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成されている。窒化金属又は酸化金属のシード層１３は、下地層１４の良好な結晶配向を促進し、後続のＣｒ系の層の（００２）結晶配向の良好な成長及び非常に良好な（１１２−０）結晶配向の磁性層１７を実現する。従って、このシード層１３は、上記第１実施例の場合より更にＩＰＯを向上させることができる。
【００４３】
図６は、本発明になる磁気記録媒体の第３実施例の要部を示す断面図である。図６中、図４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
図６において、複数の磁性層１７−ａ，１７−ｂはＲｕからなるスペーサ層２０を介して反強磁性結合されており、所謂シンセティックフェリ磁性媒体（ＳＦＭ：Synthetic Ferrimagnetic Medium）構造を形成している。又、磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）との格子整合と、下地層１４から磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）への拡散の防止のために、磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）と下地層１４の間に格子整合層１５を設けても良い。更に、磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）と下地層１４の間にｈｃｐ中間層１６を設けても良い。ｈｃｐ中間層１６は、ｂｃｃ下地層１４とｈｃｐ磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）の間のバッファとして機能する。
【００４５】
格子整合層１５は、約１ｎｍから１０ｎｍの膜厚のＣｒ−Ｍからなり、Ｍは原子比が５％以上のＭｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗからなるグループから選択された材料からなる。Ｃｒリッチな合金は、各種材料との接着性が良好であるため、下地層１４と磁性層１７との間の良好なバッファ層を構成することができる。Ｃｒリッチな合金からなる格子整合層１５を設けることにより、磁性層１７への過度なＶの拡散を防止することができる。Ｃｒの格子パラメータ（ａ＝０．２８８６ｎｍ）はＡｌＶ下地層１４の格子パラメータ（ａ≧０．２９ｎｍ）より小さいので、Ｃｒをより大きな上記の如き元素と合金化することが望ましい。更に、合金化することで、Ｃｒの格子が多少広がり、磁性層１７との格子整合が良好に維持される。
【００４６】
尚、格子整合層１５は、約１ｎｍから３ｎｍの膜厚で実質的にＲｕからなる構成であっても良い。しかし、Ｒｕ格子整合層１５の格子パラメータは磁性層１７−ａ，１７−ｂに用いられるＣｏ合金やＣｏＣｒ合金の格子パラメータより大きいため、Ｒｕ格子整合層１５の膜厚はあまり大きくできない。
【００４７】
ｈｃｐ中間層１６は、約１ｎｍから５ｎｍの膜厚の微磁性又は非磁性のｈｃｐ構造を有するＣｏＣｒ合金からなる。ｈｃｐ構造を有するＣｏＣｒ合金には、ＣｏＣｒＰｔＢ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＴａＢ等が含まれる。ｈｃｐ磁性ＣｏＣｒ合金がｂｃｃＣｒ合金膜上に直接形成されると、ｂｃｃ下地層１４と接触する磁性層１７−ａの一部が格子不整合及び／又はシード層１３からの元素の拡散による悪影響を受け、この場合、磁性層１７−ａの磁気異方性が減少すると共に、磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）の全体の磁化が減少する。ｈｃｐ非磁性中間層１６を用いることで、磁性層構造（１７−ａ，１７−ｂ）へのこのような悪影響を防止することができる。この結果、磁性層構造の磁気異方性及び保磁力が増加する。又、中間層１６が徐々に格子パラメータを整合させるように機能することから、磁性層構造の面内配向が向上され、磁性層構造を完全に磁化することができるので所謂「デッドレイヤ」を最小限に抑えることができる。更に、磁性層構造の界面における小さな粒子の形成も最小限に抑えることができる。
【００４８】
ＳＦＭ構造は、反強磁性結合された少なくとも２つのＣｏＣｒ合金からなる磁性層からなり、磁性層のｃ軸は比ｈ≦０．１５が成立するようにその表面に対して概ね平行である。ここで、ｈ＝Ｈｃ⊥／Ｈｃ、Ｈｃ⊥は垂直保磁力、Ｈｃは該表面に沿った保磁力を表す。ＳＦＭは、向上された熱安定性を有するが、上記の如きシード層１３と下地層１４の組み合わせで得られる良好な面内配向を必要とする。
【００４９】
勿論、図６に示す第３実施例と同様の効果を得るために、図４及び図５に示す第１及び第２実施例において格子整合層１５及び／又は中間層１６を用いても良い。
【００５０】
従って、上記実施例によれば、Ｂ２構造の合金及び／又は２元合金等の比較的安価な合金を用いたシード層と下地層の組み合わせ（構造）により（００１）結晶配向を形成する手法が実現される。具体的には、シード層１３は、後続の下地層１４及び磁性層１７の特定の結晶配向を促す所定の優先結晶配向を発現する。又、下地層１４は、後続の中間層（１５，１６）及び磁性層１７（１７−ａ，１７−ｂ）の優先結晶配向を向上させる。そして、磁性層１７（１７−ａ，１７−ｂ）の粒子サイズは、高密度記録を実現できるように制御可能であり、従来の磁気記録媒体に比べて記録特性が向上する。
【００５１】
次に、図５に示す第２実施例の第１変形例を説明する。下地層１４は、ＡｌＶからなり約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有し、シード層１３は、ＡｌＲｕからなりＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、Ｎ２又はＯ２の分圧ＰＮ，ＯがＰＮ，Ｏ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成され、約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有するものとする。第２実施例の第１変形例では、図６に示す格子整合層１５と同様の格子整合層１５が下地層１４と磁性層１７の間に設けられている。基板１１はガラスからなり、格子整合層１５はＣｒＭｏからなり、磁性層１７はＣｏＣｒＰｔＢＣｕからなるものとする。
【００５２】
図７Ａ〜図７Ｃは、ＡｌＶ下地層１４の膜厚が２０ｎｍである場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図であり、図８Ａ〜図８Ｃは、ＡｌＶ下地層１４の膜厚が２０ｎｍである場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層膜厚依存性を示す図である。図７Ａ〜図８Ｃにおいて、縦軸はカー回転（度）を示し、横軸は印加磁界（ｋＯｅ）を示す。又、図７Ａ及び図８Ａ、図７Ｂ及び図８Ｂ、及び図７Ｃ及び図８Ｃにおいて、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚は夫々５ｎｍ、１５ｎｍ及び３０ｎｍである。格子整合層１５の膜厚は２０ｎｍであり、磁性層１７の膜厚は１８ｎｍである。
【００５３】
図７Ａ〜図８Ｃから、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚の範囲が５ｎｍから３０ｎｍであるこの第１変形例では、良好なＩＰＯが維持されることが確認された。従って、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚を減少可能であることが確認された。この第１変形例を、ガラス基板、ＮｉＰシード層、Ｃｒ（００２）下地層、ＣｏＣｒ中間層及び磁性層からなる従来の磁気記録媒体の一例と比較した場合、中間層を含むより複雑な構造を有する従来の磁気記録媒体に比べてＡｌＲｕシード層１３を薄くすることができると共に、ＩＰＯを向上することができる。この結果、この第１変形例は、工程数又はスパッタリングチャンバ数を減少し、磁気記録媒体のコストを減少する有望な方法を提供するものである。
【００５４】
図９Ａ〜図９Ｃは、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚が２０ｎｍである場合の第２実施例の第１変形例における垂直Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図であり、図１０Ａ〜図１０Ｃは、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚が２０ｎｍである場合の第２実施例の第１変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＶ下地層膜厚依存性を示す図である。図９Ａ〜図１０Ｃにおいて、縦軸はカー回転（度）を示し、横軸は印加磁界（ｋＯｅ）を示す。又、図９Ａ及び図１０Ａ、図９Ｂ及び図１０Ｂ、及び図９Ｃ及び図１０Ｃにおいて、ＡｌV下地層１４の膜厚は夫々５ｎｍ、１５ｎｍ及び３０ｎｍである。格子整合層１５の膜厚は２０ｎｍであり、磁性層１７の膜厚は１８ｎｍである。
【００５５】
図９Ａ〜図１０Ｃから、ＡｌＶ下地層１４は薄い方が磁気特性が向上することが確認された。又、ＡｌＶ下地層１４の膜厚が増加するにつれて、垂直（面外）保磁力も増加して次第に磁気記録媒体の性能が低下することも確認された。
【００５６】
図１１〜図１３は、ヘッドを用いて６６２ｋｆｃｉで測定され第２実施例の第１変形例について評価された孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ（ｄＢ）を説明する図である。図１１は、ＡｌＲｕシード層膜厚に対する孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図であり、図１２は、ＡｌＶ下地層膜厚に対する孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図であり、図１３は、ＡｌＶ下地層が様々なＮ２％で反応性スパッタリングされた場合の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。図１１〜図１３において、縦軸はＳｉＳｏ／Ｎｍ（ｄＢ）を示し、図１１、図１２の横軸は層の膜厚（ｎｍ）、図１３の横軸はＮ２の分圧ＰＮ（％）をそれぞれ示す。
【００５７】
図１１から、ＡｌＲｕシード層１３の膜厚が増加すると、Ｓｉｓｏ／Ｎｍ値も増加することが確認された。ＡｌＲｕシード層１３の膜厚が５ｎｍから３０ｎｍまで変化すると、約１．５ｄＢの違いが観測された。しかし、図１２から、ＡｌＶ下地層１４の膜厚が増加すると、傾向は上記とは逆であり、この場合はＡｌＶ下地層１４は薄い方が好ましいことが確認された。又、図１３から、ＡｌＶ下地層１４をＮ２で反応性スパッタリングにより形成することによる磁気記録媒体の性能への影響は殆どないことが確認された。
【００５８】
次に、図５に示す第２実施例の第２変形例を説明する。下地層１４は、ＡｌＲｕからなり約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有し、シード層１３は、ＡｌＶからなりＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２をＮ２の分圧ＰＮがＰＮ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成され、約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有するものとする。第２実施例の第２変形例では、図６に示す格子整合層１５と同様の格子整合層１５が下地層１４と磁性層１７の間に設けられている。基板１１はガラスからなり、格子整合層１５はＣｒＭｏからなり、磁性層１７はＣｏＣｒＰｔＢＣｕからなるものとする。
【００５９】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、図５に示す第２実施例の第２変形例における垂直（面外）Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図であり、図１５Ａ〜図１５Ｄは、図５に示す第２実施例の第２変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧依存性を示す図である。図１４Ａ〜図１５Ｄにおいて、縦軸はカー回転（度）を示し、横軸は印加磁界（ｋＯｅ）を示す。又、図１４Ａ及び図１５Ａ、図１４Ｂ及び図１５Ｂ、図１４Ｃ及び図１５Ｃ、及び図１４Ｄ及び図１５Ｄにおいて、Ｎ２の分圧ＰＮは夫々０％、４％、８％及び１０％である。格子整合層１５の膜厚は２０ｎｍであり、磁性層１７の膜厚は１８ｎｍである。
【００６０】
図１４Ａ〜図１５Ｄから、Ｎ２の分圧ＰＮの範囲が４％から１０％であるこの第２変形例では、良好なＩＰＯが維持されることが確認された。従って、この場合はＮ２の分圧ＰＮがＰＮ＝１０％であるとＩＰＯが最も良好であることが確認された。この第２変形例を、ガラス基板、ＮｉＰシード層、Ｃｒ（００２）下地層、ＣｏＣｒ中間層及び磁性層からなる従来の磁気記録媒体の一例と比較した場合、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を適切なＮ２の分圧ＰＮで反応性スパッタリングすることにより形成することができ、中間層を含むより複雑な構造を有する従来の磁気記録媒体に比べてＩＰＯを向上することができる。この結果、この第２変形例も、工程数又はスパッタリングチャンバ数を減少し、磁気記録媒体のコストを減少する有望な方法を提供するものである。
【００６１】
本発明者が行った実験結果によると、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２をＮ２の分圧ＰＮがＰＮ＝１％から２０％の範囲で反応性スパッタリングすることにより形成すると、ＩＰＯが向上することが確認された。同様にして、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２をＯ２の分圧ＰＯがＰＯ＝１％から２０％の範囲で反応性スパッタリングすることにより形成すると、ＩＰＯが向上することも確認された。
【００６２】
図１６は、ヘッドを用いて６６２ｋｆｃｉで測定され第２実施例の第２変形例について評価された孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ（ｄＢ）を説明する図である。図１６は、ＡｌＶシード層１３が様々なＮ２の分圧ＰＮで反応性スパッタリングされた場合の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍ変動を示す図である。図１６において、縦軸はＳｉｓｏ／Ｎｍ（ｄＢ）を示し、横軸はＡｌＶシード層が反応性スパッタリングされる際のＮ２の分圧ＰＮ（％）示す。ＡｌＶシード層１３がＮ２の分圧ＰＮがＰＮ＝１０％で反応性スパッタリングされた場合の垂直（面外）及び面内Ｍ−Ｈループは夫々上述の図１４Ｄ及び図１５Ｄに示されている。
【００６３】
図１６からも明らかなように、Ｎ２の分圧ＰＮが高いと孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍが大きく増加し、Ｎ２の分圧ＰＮがＰＮ＝１０％のときに孤立信号対雑音比が最も高くなる。
【００６４】
図１７は、磁気記録媒体の第２実施例の第２変形例と３５Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気記録媒体をＦ２＝３３０ｋｆｃｉの記録密度で評価した場合の孤立信号対媒体雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍの比較を示す図である。図１７において、縦軸は磁気記録媒体の第２実施例の第２変形例の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍと３５Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気記録媒体の孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍとの比ΔＳ／Ｎｍを示し、横軸はＡｌＶシード層１３が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧ＰＯ（％）を示す。図１７は、等方性ガラス基板及びガラス上に直接テキスチャリングが施されたガラス基板上に設けられた磁気記録媒体の媒体性能を示し、「黒菱形」は等方性ガラス基板１１を用いた場合の媒体性能を示し、「黒正方形」はガラス上に直接テキスチャリングが施されたガラス基板１１を用いた場合の媒体性能を示す。
【００６５】
図１７からも明らかなように、第２実施例の第２変形例の媒体性能の方が大幅に優れており、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２程度の記録密度を有する磁気記録媒体及び１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２以上の記録密度を有する磁気記録媒体の候補に適している。図１７は、ガラス上に直接テキスチャリングが施されたガラス基板１１上にＡｌＶシード層１３が形成されると、孤立信号対雑音比Ｓｉｓｏ／Ｎｍの性能が更に向上することを示している。
【００６６】
次に、図６に示す第３実施例の変形例を説明する。下地層１４は、ＡｌＲｕからなり約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有し、シード層１３は、ＡｌＶからなりＡｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２をＯ２の分圧ＰＯがＰＯ＝２％から６％で反応性スパッタリングすることにより形成され、約５ｎｍから３０ｎｍの膜厚を有するものとする。第３実施例の変形例では、基板１１はガラスからなり、格子整合層１５はＣｒＭｏからなり、ｈｃｐ中間層１６はＣｏＣｒＴａからなり、磁性層１７−ａ，１７−ｂはＣｏＣｒＰｔＢＣｕからなるものとする。
【００６７】
図１８Ａ〜１８Ｃは、図６に示す第３実施例の変形例における垂直（面外）Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図であり、図１９Ａ〜１９Ｃは、第３実施例の変形例における面内Ｍ−ＨループのＡｌＲｕシード層が反応性スパッタリングされる際のＯ２の分圧依存性を示す図である。図１８Ａ〜図１９Ｃにおいて、縦軸はカー回転（度）を示し、横軸は印加磁界（ｋＯｅ）を示す。又、図１８Ａ及び図１９Ａ、図１８Ｂ及び図１９Ｂ、及び図１８Ｃ及び図１９Ｃにおいて、Ｏ２の分圧ＰＯは夫々２％、４％及び６％である。格子整合層１５の膜厚は２０ｎｍであり、ｈｃｐ中間層１６の膜厚は１ｎｍであり、磁性層１７−ａ，１７−ｂの膜厚は夫々２ｎｍ，１６ｎｍであり、Ｒｕスペーサソウ２０の膜厚は０．９ｎｍである。
【００６８】
図１８Ａ〜図１９Ｃから、Ｏ２の分圧ＰＯの範囲が２％から６％であるこの変形例では、良好なＩＰＯが維持されることが確認された。従って、この場合はＯ２の分圧ＰＯがＰＯ＝６％であるとＩＰＯが最も良好であることが確認された。この変形例を、ガラス基板、ＮｉＰシード層、Ｃｒ（００２）下地層、ＣｏＣｒ中間層及び磁性層からなる従来の磁気記録媒体の一例と比較した場合、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を適切なＯ２の分圧ＰＯで反応性スパッタリングすることにより形成することができ、より複雑な構造を有する従来の磁気記録媒体に比べてＩＰＯを向上することができる。
【００６９】
本発明者が行った実験結果によると、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２をＯ２の分圧ＰＯがＰＯ＝２％から６％の範囲で反応性スパッタリングすることにより形成すると、ＩＰＯが向上することが確認された。同様にして、ＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２をＮ２の分圧ＰＮがＰＮ＝２％から６％の範囲で反応性スパッタリングすることにより形成すると、ＩＰＯが向上することも確認された。
【００７０】
しかし、実際に磁気記録媒体を製造する際には、シード層１３と下地層１４の合計膜厚は好ましくは約２０ｎｍから７０ｎｍである。このため、このような合計膜厚の範囲では、シード層１３をＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、Ｎ２又はＯ２の分圧ＰＮ，ＯがＰＮ，Ｏ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成することが有効であることが確認された。又、ＩＰＯは、ガラス上にＮｉＰシード層を設けた場合と比べると良好であり、ＡｌＲｕシード層１３の場合と同等となり、他のプレシード層と共に用いることも可能である。上記の如き好ましい膜厚のシード層１３及び下地層１４は、２つのチャンバだけで形成可能であるため、後続の層を形成する際のガラス基板温度の低下を減少させることができる。これにより、シード層１３と下地層１４の組み合わせは、広い範囲の処理温度を許容する。例えば、シード層１３は室温から３００℃の温度範囲で形成可能であり、下地層１４も同様の温度範囲で形成可能である。
【００７１】
本発明者が行った実験結果によると、ＡｌＲｕシード層とＡｌＶ下地層の組み合わせを用いた場合と、ＡｌＶシード層とＡｌＲｕ下地層の組み合わせを用いた場合のいずれの場合においても、１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２を超える高密度記録で良好な信号対雑音（Ｓ／Ｎ）性能を得られることが確認された。シード層と下地層の組み合わせを用いることにより、後続の磁性層１７（又は１７−ａ，１７−ｂ）の小さな粒子サイズでの良好なＣｏ（１１２−０）のエピタキシャル成長が促されると共に、磁性層１７のｃ軸の良好な面内配向（ｈ≦０．１２）が促されることも確認された。
【００７２】
図２０は、シード層にＡｌＶを用い下地層にＡｌＲｕを用いる磁気記録媒体のＸＲＤスペクトルを示す図である。図２０において、縦軸はＸ線回折強度を任意単位（Ａ．Ｕ．：Arbitrary Units）で示し、横軸は２θ（度）を示す。Ｃｒ（００２）及びＡｌＲｕ（２００）に対応するピーク位置は、２θ〜６２°で良好に整合する。又、Ｃｏ（１１２−０）ピーク及びＡｌＲｕ（１００）ピークも見られた。
【００７３】
ＡｌＶ−Ｎ層をシードとして用いるＡｌＶ層については、ＸＲＤスペクトルでは２θ＝６２°（λ＝１．５４）に対応する（００２）ピークが見られた。２θ＝２７°（λ＝１．５４）付近には幅広のピークが見られ、ＡｌＶ層が非晶質であるか、或いは、ＡｌＶ層の粒子が小さくて互いに相関性がないことを示していた。本発明になるシード層と下地層の組み合わせは、特徴的なＸＲＤ特性を示し、その上に形成されたＡｌＶ層は（００２）ピークを示し、磁性層１７は強く際立った（１１２−０）結晶配向（２θ＝７４°）を示した。
【００７４】
シード層１３にＡｌＶを用いた場合、良好な面内配向を得るためには、このＡｌＶシード層１３をＡｒ+Ｎ２の混合ガスでＮ２を、又は、Ａｒ+Ｏ２の混合ガスでＯ２を、Ｎ２又はＯ２の分圧ＰＮ，ＯがＰＮ，Ｏ＝１％から２０％で反応性スパッタリングすることにより形成することが好ましいことが確認された。下地層１４にＡｌＶを用いた場合には、このＡｌＶ下地層１４のスパッタリングにはＮ２又はＯ２無しで良いことが確認された。
【００７５】
従って、ＳＦＭ構造を用いる第３実施例の場合、反平行の構造により、減少されたＭｒｔ値（残留磁化と膜厚の積）でも良好な熱安定性を得ることができ、向上されたＩＰＯにより熱安定性が更に改善された。
【００７６】
上記の如きシード層と下地層の組み合わせを用いることにより、磁性層１７の粒子径を約５ｎｍから８ｎｍに制御することができる。このように減少された粒子径は、高信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比及び高記録密度に寄与する。
【００７７】
本発明者が行った実験の多くでは、結晶的には非特許文献３で用いられているＣｏＣｒＰｔ合金と大きく異ならないＣｏＣｒＰｔＢ磁性層が用いられた。ボロンを含む磁性層の振る舞いは含まないものと同様と予想されたが、結晶配向の振る舞いはＡｌＶ又はＡｌＲｕ下地層と磁性層との間のＣｒ合金の有無に左右された。
【００７８】
適切なシード層と下地層の組み合わせによりＩＰＯを向上することにより、図６に示す第３実施例の場合はＳＦＭ磁化曲線の突部がより顕著になった。このような現象は、シード層と下地層の組み合わせを用いたシンセティックな反強磁性結合された典型的な磁気記録媒体を製造し、多くの実験を行うことで確認された。又、ＩＰＯが増加することにより、２つの磁性層（１７−ａ，１７−ｂ）の間の層間交換結合が増加した。この他には、磁気記録媒体のリード・ライト性能が向上するため、磁性層（１７−ａ，１７−ｂ）の間の交換結合をより容易に測定することが可能となり、大量生産時の制御に非常に有用である。
【００７９】
尚、スパッタリング処理は急速に進歩して改良されているので、上記の如き構造は、異なる純元素のターゲットからのスパッタリングをマルチカソード組立体で同時に行うことで形成可能しても良い。上記の如き結果は、パワー比やスパッタリング角度を適切に調整することで容易に導ける。
【００８０】
上記の如き媒体構造において、１又は複数の層を更に設けて上記実施例の性能を更に向上するようにしても良い。例えば、基板上のシード層の下の位置に、プレシード層を更に設けても良い。又、シード層と下地層の組み合わせは、ＡｌＶ及びＡｌＲｕ以外の材料を用いて実現しても良い。更に、シード層と下地層の組み合わせは、夫々主にＡｌＶからなるＡｌＶ合金と主にＡｌＲｕからなるＡｌＲｕ合金を用いて実現することも可能である。
【００８１】
ＡｌＶの組成に関して述べると、既にＡｌＶの様々な相が２元合金のダイアグラムから識別されている。各種研究と格子パラメータデータから識別された異なるＡｌＶ金属間層に基づくと、６２０℃におけるＶのＡｌへの溶解度は約０．２原子％である。最大常磁性磁化率を用いてＶのＡｌへの最大溶解度を推定しても良く、この場合、最大溶解度は０．３原子％と推定される。ＶのＡｌへの溶解度は、５×１０４℃／ｓの凝固率で準安定的に０．６原子％まで増加可能である。しかし、スパッタリングで形成される薄膜構造の場合、これらのような材料、特にＡｌＶについての研究はあまり行われていない。Ａｌ及びＶの金属間化合物としては多くのものが観測されているが、薄膜を形成するようにスパッタリングされた場合に形成される合金は、本発明者が調べた殆どの組成の場合、ＢＣＣ構造を形成することが判明し、Ｃｒ（００２）及び後続のＣｏ（１１２−０）の結晶配向の格子寸法と概ね整合するものであった。従って、特に格子整合、エピタキシャル成長及び良好なＩＰＯを実現すると言う観点からすると、形成された全てのＡｌＶ組成が磁気記録への適用に有用であると考えられる。
【００８２】
次に、本発明になる磁気記憶装置の一実施例を図２１及び図２２と共に説明する。図２１は、磁気記憶装置の実施例の要部を示す断面図であり、図２２は、磁気記憶装置の実施例の要部を示す平面図である。
【００８３】
図２１及び図２２に示すように、磁気記憶装置は、モータ１１４、ハブ１１６、複数の磁気記録媒体１１６、複数の記録再生ヘッド１１７、複数のサスペンション１１８、複数のアーム１１９及びアクチュエータユニット１２０がハウジング１１３内に設けられた構成を有する。磁気記録媒体１１６は、モータ１１４により回転されるハブ１１５に取り付けられている。記録再生ヘッド１１７は、ＭＲやＧＭＲヘッドの如き再生ヘッドと、インダクティブヘッドの如き記録ヘッドからなる。各記録再生ヘッド１１７は、対応するアーム１１９の先端に、サスペンション１１８を介して取り付けられている。アーム１１９はアクチュエータユニット１２０により移動される。このような磁気記憶装置の基本構成は周知であり、本明細書ではその詳細な説明は省略する。
【００８４】
磁気記憶装置の本実施例は、磁気記録媒体１１６に特徴がある。各磁気記録媒体１１６は、図４〜図２０と共に説明した実施例のいずれの構成を有するものであっても良い。磁気記録媒体１１６の数は３つに限定されるものではなく、２つ又は４つ以上の磁気記録媒体１１６を設けても良い。
【００８５】
磁気記憶装置の基本構成は、図２１及び図２２に示すものに限定されない。又、本発明で用いられる磁気記録媒体は磁気ディスクに限定されるものではなく、磁気記録媒体は磁気テープや磁気カード等の形態を取り得る。
【００８６】
又、上記実施例では、強固なガラス基板が用いられているが、本発明は、本発明の範囲内で金属、重合体、プラスティック、可撓又は強固なセラミック基板等の他の基板を用いる場合にも同様に適用可能である。
【００８７】
本発明によれば、シード層と下地層の組み合わせを設けることにより、下地層と磁気記録層の粒子サイズを減少させることができ、磁気記録層の所望の結晶配向を促進させることができる。この結果、下地層がマルチカソードシステムを用いて形成された場合であっても、向上された性能を有する磁気記録媒体を実現することが可能である。勿論、下地層がシングルカソードシステムを用いて形成された場合には、同様にして下地層と磁気記録層の粒子サイズを減少させることができ、シード層を設けることにより磁気記録層の所望の結晶配向を促進させることができる。
【００８８】
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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