(57)【要約】横方向磁化ドットのアレイを備える情報記憶媒体と、この媒体を生産するための製造方法。各ドット（２）は、平坦な材料を横方向から被覆するとともに、アレイの平面（６）への垂線（ｚ）に対する斜入射角で付着する少なくとも一つの磁性材料の薄層（４）によって形成される、少なくとも一つの磁区を含む。本発明は特に、コンピュータハードドライブに適用される。〔表紙の要約〕本発明は、横方向磁化パッドを備えるデータ記憶媒体と、その製造方法に関連する。パッドを横方向から被覆するとともに、アレイの平面（６）への垂線（ｚ）に対する斜入射角で付着した少なくとも一つの磁性材料の薄膜（４）で構成される少なくとも一つの磁界を、各パッド（２）が含む。本発明は特に、コンピュータハードディスクに適用可能である。【選択図】図１
2004534345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超微細な寸法のドット（２，３２）のアレイを含み、該アレイが基板（８）の上に形成され、各ドットが、磁性方向（Ｍ）を有するとともに該磁性方向により画定されるビットに対応する少なくとも一つの磁区を含み、該磁区が、該ドットを横方向から被覆する少なくとも一つの磁性材料の薄層（４，３４）により形成されることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項２】
前記磁性方向（Ｍ）が、前記ドットのアレイの平面に対して垂直である請求項１に記載の情報記憶媒体。
【請求項３】
前記アレイの前記平面への垂線に対する斜入射角で、前記磁性材料の原子の第１磁束（１０）を前記ドット（２，３２）へ照射することにより、該磁性材料が該ドットに付着し、各ドットが、該第１磁束の方向において次に位置するドットを遮蔽し、該ドットの上面とドットの列を分離する溝の底面とに付着した該磁性材料から生じる磁気信号が中和される、請求項１及び２のいずれか一項に記載の情報記憶媒体の製造方法。
【請求項４】
前記磁性材料が、鉄と、ニッケルと、コバルトと、これらと磁性の強い磁性材料または群の材料の一つとの合金とを含む群から選択された材料であり、一種類または複数種類の他の元素が様々な量で該材料に追加され、該元素が、前記薄層の磁気的性質の調節を可能にする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記磁性材料が付着する前に、樹脂（２０）が前記ドットの前記上面を被覆し、該磁性材料が付着した後に該樹脂が除去されることで、該ドットの面に第１付着物が得られる、請求項３及び４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第１磁束が照射されるのと同時に、前記ドットのアレイ（２）の前記平面に対する垂直入射角、または該アレイの該平面への垂線（ｚ）に対して該第１磁束と反対の入射角度である該垂線に対する斜入射角で、中和材料の原子の第２磁束が該アレイに照射され、該磁性材料により前記溝の前記底面に形成される前記合金が、該ドットの前記面に得られる前記第１付着物とは異なる磁気的性質を持つように、該第２磁束と該中和材料との強度が選択される、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記アレイの前記平面への前記垂線（ｚ）に対する斜入射角で、前記第１磁束と、少なくとも磁性材料の原子の第２磁束とが前記ドット（２）へ照射されて、各ドットの複数の面に磁性付着物（４，２６，２８，３０）を形成する、請求項３から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記ドットの前記上面と前記溝の前記底面とに付着した前記磁性材料が除去され、該除去が、例えば、前記第１磁束と反対の入射角度である前記アレイの平面への前記垂線（ｚ）に対する斜入射角でのイオン除去によって生じる、請求項３及び４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記第１磁束と同時に、該第１磁束と反対の入射角度である前記アレイの前記平面に対する斜入射角で、原子の第２磁束が照射され、該第２磁束の該原子の強度と性質とが結果的に、該第１磁束とともに、前記ドットの前記上面と前記溝の前記底面とにおける非磁性合金の形成を生じさせることができる、請求項３及び４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記第１および第２磁束の原子が付着した後に、
各ドットの両側二面に、前記第１および第２磁束の前記原子の付着物を得るため、
−前記第１および第２磁束が逆転され、こうして逆転された該磁束が前記ドットに照射されるか、
−前記アレイの前記平面への前記垂線を中心として該アレイが１８０°回されて、前記第１および第２磁束が再び照射される、
請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記薄層の平面に磁気異方性の軸を誘導するように、
−外部磁界の存在下において前記薄層が形成され、
−前記薄層の形成後に、外部磁界の存在下において該薄層が熱処理され、
−反強磁性材料の層の付着物が、前記薄層の上または下に形成される、
請求項３から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記ドット（３２）が、前記アレイの前記平面と平行な断面において横長、円形、だ円形であり、各ドットに横方向から形成される前記薄層（３４）が、横方向の厚さ勾配を有し、該勾配が、該アレイの該平面に対して垂直な磁気異方性の軸を誘導するのに使用される、請求項３から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記アレイの表面全体に保護層も形成され、次に、凹凸を無くすために該保護層を備える該表面が平滑化される、請求項３から１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記憶媒体と、さらに、この媒体を生産する製造方法とに関連する。
本発明は特に、ハードコンピュータドライブに適用される。
【背景技術】
【０００２】
情報記憶媒体、またはメモリは、現在、薄い連続した強磁性粒子の層によって構成される。これら粒子の磁性は層の平面において方向性を持ち、各情報ビットは、すべて同じ方向に対して平行な磁性を持つ幾つかの粒子から成る。
【０００３】
この方向がゼロに対応するものとして定義されるとき、反対の磁性は、二進法で「１」に対応するものとして定義される。こうして読取り／書込みヘッドは、強磁性粒子の層の上を移動しながら、各《ビット》の磁性を一方向または他方向に配向するため磁界を局所的に発生させることにより、情報をコード化できる。
【０００４】
このような媒体に記憶される情報の密度は、《ビット》のサイズと遷移ゾーンとによって制限される。この密度を高めるため、様々な解決法がすでに提案されている。
−層の面に対して垂直な磁性を持つ連続した磁性材料を利用すること。
−「個別」媒体、つまり互いに独立した磁気ドットのアレイを利用すること。各ドットは単磁区である、つまり単一の磁区に対応し、磁区そのものは情報ビットに対応する。この点に関しては、以下の資料を参照すること。
［１］Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ，Ｐ．Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ，Ｌ．Ｋｏｎｇ‘Ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｉｓｋ’（微小リトグラフにより形成される磁気構造と量子磁気ディスク），応用物理ジャーナル７９，６１０１（１９９６年）。
【０００５】
磁性材料の磁性がドットアレイの面に対して平行である（平面磁性）である場合には、二つの磁性方向のみとなるように、形状（例えばだ円）を調節することにより、各ドットを単磁区とすることができる。しかしこのタイプのアレイは、正方形または長方形のドットアレイよりも、製造が複雑である。
【０００６】
磁性材料の磁性がアレイの平面に対して垂直である場合には、単磁区状態を得やすく、正方形または円形の断面を持つドットを使用できる。
【０００７】
それにもかかわらず、垂直の磁性を持つこのような材料は一般的に、合金、または磁性元素と非磁性元素とに基づく多層であり、ドットの付近に形成される磁界を弱めるので、読取りヘッドにより検出される信号は原則的に弱い。
【０００８】
さらに、多層の場合には、消磁界の作用によって磁性が平面上で連続的な配向を持つ傾向があるので、（放射される磁界を増大させるために）反復回数を無限に増加させることができないのは周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、磁気ドットのアレイを含む情報記憶媒体を提案し、この媒体は、情報の読取りと書込みの両方について良好な性能を発揮する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
正確に述べると本発明の対象は、情報記憶媒体であり、この媒体は、超微細な寸法のドットのアレイを含み、このアレイは基板の上に形成され、各ドットは、磁性方向を持つとともにこの磁性方向により画定されるビットに対応する少なくとも一つの磁区を含み、この磁区は、ドットを横方向から被覆する少なくとも一つの磁性材料の薄層によって形成される。
【００１１】
本発明の対象を成す媒体の好適な実施例によれば、磁性方向はドットアレイの平面に対して垂直である。
【００１２】
本発明はまた、発明の対象を成す情報記憶媒体を生産するための製造方法に関連し、アレイの平面への垂線に対する斜入射角で、磁性材料の第１原子磁束をドットに照射することにより、この磁性材料がドットに付着し、各ドットは、第１磁束方向において後続するドットを遮蔽し、ドットの上面と、ドットの列を分離する溝の底面とに付着した磁性材料から生じる磁気信号が中和されるため、ドットの横面に付着した材料により発生される磁気信号のみが残る。
【００１３】
磁性材料は、鉄と、ニッケルと、コバルトと、これらと強い磁性を持つ磁性材料または群の材料の一つとの合金とを含む群から選択され、例えばクロム、タンタル、白金、モリブデン、テルビウムから選択される他の元素が、一種類または複数種類、様々な量だけこれに追加され、これらの元素は、この薄層の保磁力、飽和磁性、磁気異方性など、薄層の磁気的性質の調節を可能にする。
【００１４】
本発明の対象を成す製造方法の特定実施例によれば、磁性材料が付着する前に、樹脂がドットの上面を被覆し、この磁性材料が付着した後でこの樹脂が除去されることで、ドットの面に第１付着物が得られる。
【００１５】
この場合、第１磁束が照射されるのと同時に、そしてアレイの平面に対して垂直な入射角で、またはアレイの平面への垂線に対して第１磁束と反対の入射角度であるアレイの平面への垂線に対する斜入射角で、中和材料の原子の第２磁束をドットのアレイに照射することができ、第２磁束の強度と中和材料とは、磁性材料によって溝の底面に形成される合金が、ドットの面に得られる第１付着物とは異なる磁気的性質を持つように選択される。
【００１６】
本発明では、磁性材料の原子の第１磁束と少なくとも第２磁束とが、アレイの平面への垂線に対する斜入射角でドットに照射されて、各ドットの複数の面に磁性付着物が形成される。
【００１７】
本発明の対象を成す製造方法の別の特定実施例によれば、ドットの上面と溝の底面とに付着した磁性材料が除去されるが、この除去は例えば、第１磁束と反対の入射角度である、アレイの平面への垂線に対する斜入射角でのイオン研磨の結果、行われる。
【００１８】
本発明の対象を成す製造方法の別の特定実施例によれば、第１磁束と同時に、そして、第１磁束と反対の入射角度である、アレイの平面に対する斜入射角で、原子の第２磁束が照射され、第２磁束の原子の強度と性質は、第１磁束とともに、ドットの上面と溝の底面における非磁性合金の形成を結果的に可能にする。
【００１９】
この場合、第１および第２磁束の原子が付着した後、
各ドットの両側二面に第１および第２磁束の原子の付着物を得るため、
−これら第１および第２磁束が逆転され、こうして逆転された磁束がドットに照射される。または、
−アレイの平面への垂線を中心としてアレイが１８０°回され、第１および第２磁束が再び照射される。
【００２０】
本発明では、
薄層の平面に磁気異方性の軸を誘導するように、
−外部磁界の存在下において薄層を形成すること、または、
−薄層の形成後に、外部磁界の存在下においてこの薄層を熱処理すること、または、
−薄層の上または下に反強磁性材料の層の付着物を形成すること、
が可能である。
【００２１】
本発明では、アレイの平面に対して平行な横長、円形、だ円形の断面をドットが持ち、各ドットに横方向から形成された薄層はこうして、横方向の厚さ勾配を持ち、この勾配は、アレイの平面と垂直な磁気異方性の軸を誘導するのに使用される。
【００２２】
本発明では、アレイの表面全体に保護層を形成することもでき、次に、保護層が設けられたこの表面を、凹凸を無くすために平滑化できる。
【００２３】
斜入射角で材料を付着させる技術は確かに周知であるが、本発明の対象を成すこれらのタイプの構造体を作り出すのに使用されたことは、決してない。
【００２４】
磁性構造体の分野では、エッチングが施されたシリコンの1本の線の面に磁性材料を付着させるためだけに、この斜入射角での付着が使用されている。この点に関しては、以下の資料を参照すること。
［２］Ｋ．Ｍａｔｓｕｙａｍａ，Ｓ．Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｙ．Ｎｏｚａｋｉ‘Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｒｅｓ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｓｉｄｅ  ｅｄｇｅ  ｏｆ  ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ’（パターン形成薄膜の側縁に付着された超微細構造ワイヤの磁気的性質），応用物理学ジャーナル  ８７，４７２４（２０００年）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
純粋に例示のための、いかなる点でも限定的でない、以下に示す実施例の説明を、添付図面を参照して読むことで、本発明がより良く理解されるであろう。
【００２６】
図１は、超微細なドット２のアレイで構成される磁気情報記憶メモリの特定実施例を示す部分的概略斜視図である。
【００２７】
これらのドット２は例えば、シリコン、ガラス、アルミニウム、または硬化ポリマー樹脂で製作される。ドット２の寸法と隣接ドット間のスペースとは、１０ｎｍから５００ｎｍの範囲にある。
【００２８】
この例では、ドットのアレイは、ｐａｒａｌｌｅｌｅｐｉｐｅｄｉｃドットのラインとコラムとを含み、隣接する２本のラインの間のスペースはｅ１と記され、隣接する２本のコラムの間のスペースはｅ２と記され、各ドットの高さはｈ、コラムと平行に計測された奥行はｄ１、ラインと平行に計測された幅はｄ２で、これらの寸法ｅ１，ｅ２，ｈ，ｄ１，ｄ２の各々は、上述した範囲に含まれる。横長円形断面（つまりだ円形）が使用される場合には、これらドットの径（つまり長軸と短軸）がこの範囲に含まれることになる。
【００２９】
各ドット２に付着しているのは、典型的な磁性材料（例えば強磁性材料）から斜入射角で製作された単一の薄層である。
【００３０】
本発明の目的は、ドットの一面または複数面のみに磁性付着を行うことである。図１の例では、この磁性付着物４は、ドット２の単一面に形成されている。
【００３１】
フレーム（ｘ，ｙ，ｚ）が設けられ、ｘ，ｙ，ｚ軸の各々は他の２本の軸に対して垂直である。平面（ｘ，ｙ）はアレイの平面、つまりドット２が形成される基板８の表面６の平面である。アレイのラインはｙ軸に、そのコラムはｘ軸に平行である。
【００３２】
ｚ軸はこの平面（ｘ，ｙ）に対して垂直であり、平面（ｘ，ｚ）は、各ドットに付着物４を形成するための材料の磁束の入射平面、つまりこの磁束が平行となる平面である。
【００３３】
その結果、平面磁性の磁性材料の場合には、各ドット２の面に形成される付着物４の磁性は平面（ｙ，ｚ）に対して平行となる。図１でＭとして示されたこの磁性は、ｙ軸またはｚ軸に沿った方向を持つ。
【００３４】
さらに、磁気異方性の軸が、平面（ｙ，ｚ）に対して常に平行なｚ軸に沿った配向を持つ場合には、材料が垂直磁性と等しくなるという結果が得られる。
【００３５】
しかし、このような配向では、本発明による情報記憶媒体は、垂直磁性の材料を利用した情報記憶媒体よりも、高い磁気信号を持つ（利用される磁性材料が純粋であり、その全体的厚さが制限されないので）とともに、空間的に、より局在化している。
【００３６】
本発明によるこのような媒体はまた、すぐれた熱安定性とともに、磁性層の付着がより単純であり、情報記憶媒体の従来の技術的生産プロセスとの総合的な適合性が得られる。
【００３７】
本発明による情報記憶媒体の製造方法を、以下に説明する。
【００３８】
１）正方形、長方形、円形、だ円形の断面を持つドットのアレイが使用され、このアレイは、典型的な微小リトグラフプロセスにより、または基板からの微小刻印技術により得られる。基板は例えば、シリコン、ガラス、アルミニウム、硬化ポリマー樹脂で製作される。
【００３９】
２）磁気付着物を形成するには、薄い金属層を付着させるための典型的な技術、例えば陰極スパッタリングまたは真空蒸着が使用される。
【００４０】
３）ドット２のアレイの平面（ｘ，ｙ）への垂線（ｚ軸）に対する磁性材料の原子の磁束１０の入射角度（図２Ａと２Ｂ）は、およそ４５°であり、この磁束１０は、入射平面を形成する平面（ｘ，ｚ）と平行である。さらにこの磁束は、考えられる最小の分散となるように、（図示されていない手段によって）平行にされている。
【００４１】
４）入射角度とドット２の高さｈとドット間の距離ｅ１とは、入射磁束１０と（磁束の方向において）次に位置するドットとの間にスクリーンが形成されるように選択され、そのため、各ドットの面に形成される付着物と、このドットを次のドットから分離する溝１２の底面に形成される付着物との間には、所望する結果に応じて、連続性が見られることも見られないこともある（この溝１２は、ｙ軸に平行で、ドットの２本のラインを分離する）。各ドットの４面のうちの３面と、さらに各ドットの後方に位置する（磁束１０の方向に見て）溝の一部は、こうして保護され、付着物が形成されない。
【００４２】
図２Ａの場合には、ドット間の距離とその高さとを考慮に入れると、入射角度αは充分に小さく、そのため、ドットの面に形成される付着物１４と隣接する溝１２の底面に形成される付着物１６との間に連続性が見られる。
【００４３】
図２Ｂの場合には、βで示された入射角度は大きく、二つの付着物１４と１６は非連続的となるが、隣接するドットによる遮蔽のため、図２Ｂでは付着物が見られない。ｘ軸と平行な溝には常に付着物が見られることにより、ドットのコラムを分離することに注意すべきである。
【００４４】
５）入射磁束１０は、磁性材料（主として鉄、コバルト、ニッケル、これらの合金）の原子で構成され、付着物の磁気的性質を調節する目的のため様々な量で混入される他の元素（例えばクロム、タンタル、白金、モリブデン、テルビウム）を含有することが考えられる。
【００４５】
６）こうして、３種類の異なる付着物が得られる。
−ドット２の上面に見られる磁性付着物１８（いかなる形状、例えば平面（ｘ，ｙ）と平行なほぼ正方形または長方形、あるいは以下にも示すように、ほぼ円形またはだ円形でもよい）。
−ドットの面の一つに見られる磁性付着物１４（平面（ｙ，ｚ）と平行な正方形または長方形）。
−平面（ｘ，ｚ）と平行な溝に見られる、図示されていない磁性付着物。
【００４６】
７）ドットの上面と、ｘ軸と平行な溝の底面から発せられる磁気信号は、以下に詳述する手段（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の一つによって中和される。
【００４７】
（Ａ）ドットのアレイが、典型的な微小リトグラフプロセス（感光性樹脂の露光と次の選択的イオン除去とを含む）によって形成される場合には、ドットの製造プロセスの終了時に、感光性樹脂の膜２０が保存され、ドット上面のマスクとして役立つ。磁性材料の付着後、溶剤によって感光性樹脂の除去が可能となり、磁性付着物１８がドットの上面に形成される。
【００４８】
ｘ軸と平行な溝の底面における磁性材料の付着物は、ドットの頂点からの距離を考慮すると、発する磁気信号がはるかに弱いので、不都合ではない。さらにこの付着物は、連続平行ラインの形状を持ち（つまりドットのサイズと比較して非常に長く）、ゆえに、ドット面に形成される付着物よりもはるかに弱い磁界を放射する。
【００４９】
溝の底面に形成されるこの付着物はまた、所与のドットから発せられる磁界のラインを形成するのに利用できて好都合であり、書込みプロセス中に付近のドットの磁化状態を乱さない。
【００５０】
溝の底面に形成されるこの付着物がドットの面に形成される付着物とは異なる保磁力を持つことが望ましい場合には、上述した磁性材料と同時に、垂直入射角（図２Ａと２Ｂの磁束２２）、または磁束１０とは反対の斜入射角（図２Ａと２Ｂの磁束２４）で、別の材料を付着させることができる。図２Ａと２Ｂでは磁束２４は平面（ｘ，ｚ）に平行であるが、ｚ軸とは角度−α（図２Ａ）または−β（図２Ｂ）を成す。
【００５１】
この他の材料の性質と付着速度によって、溝の底面に付着した合金の保磁力を変化させることができ、この合金は二種類の材料の同時付着の結果、生じるものである。
【００５２】
（Ｂ）磁性材料（図２Ａと２Ｂの磁束１０）の付着物が形成された後、この付着物を形成するのに利用される角度とは反対の斜入射角で、イオン除去が実施され、したがってこのイオン除去は、図２Ａと２Ｂの矢印２４に沿って行われる。
【００５３】
これにより、ドットの面に形成された付着物を妨害することなく、ドットの上面とｘ軸に平行な溝の底面とに付着した磁性材料を除去することができる。
【００５４】
（Ｃ）磁性材料が付着するのと同時に、ドットアレイの平面に対する垂直入射角（図２Ａと２Ｂの矢印２２）、または磁束１０と反対の斜入射角で、つまり図２Ａと２Ｂの矢印２４に沿って、非磁性材料、例えばクロムが付着する。こうして、ドットの上面と、ｘ軸と平行な溝の底面に、磁性材料が非磁性材料との合金を形成し、ドットアレイの平面に対する垂直入射角の場合には、ドットの面に付着する材料の量はわずかである。
【００５５】
非磁性材料の付着速度と性質は、形成される合金自体が非磁性となるように選択される。
【００５６】
また、（１）プロセス（Ａ）と（Ｃ）を用いて、連続する複数回の付着を実施して、連続する２回の付着の間で、ドットアレイをその平面上で９０°または１８０°回すことが可能である。
【００５７】
例えば、（Ａ）の場合には、磁性材料の第１付着物が形成されてからアレイが回され、次に他の材料の第２付着物が形成され、（Ｃ）の場合には、磁性材料の第１付着物が形成されてからアレイが回され、次の非磁性材料の第２付着物が形成される。それからアレイが再び回され、第１付着物が形成されてから、アレイが回され、第２付着物が形成されるという具合である。
【００５８】
また、（２）プロセス（Ａ）を用いて、磁性材料の原子の複数の磁束を斜入射角で使用することも可能である。
【００５９】
上の（１）と（２）の場合には、ドットの複数の面に磁性付着物が形成され、情報密度を高める。
【００６０】
このことは、ドット２が見られる図４の平面図に概略図示され、ドットの面には磁性付着物４が設けられ、他の面には磁性付着物２６，２８，３０がそれぞれ設けられている。
【００６１】
８）各ドットの面にある垂直付着物１４には、磁気異方性の簡易軸が導入され、この軸は、ドットアレイの平面に対して平行である、つまりｙ軸上にあるか、あるいはこの平面に対して垂直である、つまりｚ軸上にある。
【００６２】
これは、ｙ軸とｚ軸の一方に沿った配向を持つ外部磁界の存在下において、磁性材料の付着物をドットに形成することか、あるいは、この付着の後でこのような磁界の存在下において熱処理を実施することのいずれかによって、達成される。
【００６３】
横長、円形、だ円形の断面（ｚ軸に対して垂直な断面）のドットが使用される場合には、使用される付着物の幾何学的形状により生じる横方向の厚さ勾配により、垂直の、つまりｚ軸上の磁気異方性が望ましい。
【００６４】
図３は、円形断面のドット３２を示す概略平面図、つまりｚ軸上の図である。平面（ｘ，ｚ）に平行な斜入射角でこのドットの面に形成される磁性材料の付着物は、参照番号３４を持つ。
【００６５】
本発明による情報記憶媒体はこうして、同じ基板に形成されるドット３２のタイプのドットアレイを含み、アレイの平面は平面（ｘ，ｙ）である。
【００６６】
９）磁気異方性の簡易軸がドットアレイの平面に対して垂直である場合には、平面異方性を持つ磁性材料（薄層の鉄、コバルト、ニッケル、またはその合金の場合）は、アレイの平面に対して垂直なドットの面に付着されるので、垂直磁気異方性を持つ材料と等しいものが得られる。
【００６７】
本発明は、例えば、ＣｏＰｔとＦｅＰｔなどの定序合金や、Ｃｏ／ＰｔとＦｅ／Ｐｔなどの多層といった垂直異方性を持つ従来の材料に対して、様々な長所を提供する。
−モノクリスタルの基板にエピタクシー状態で成長した定序合金、または何分の一ナノメートルの厚さを持つ層を含む多層の生産とは対照的に、磁性材料の横方向付着物（実際には単層の磁性材料）を形成することは、非常に容易である。さらに、情報記憶媒体の生産に現在採用されている、平面磁性を持つ磁性材料すべてを使用することができる。
−この磁性材料の付着物は、コバルト、ニッケル、鉄、パラジウム、および／または白金の非常に薄い層で構成される多層と比較して、かなりの熱安定性を持つ。磁気的性質の損失につながる元素の相互拡散の危険はない。このかなりの熱安定性が、本発明の対象を成す媒体の構造を既存の技術的生産プロセスを適合させ、また、本発明による媒体のドットに形成される付着物に磁気異方性の軸を導入するように、またはこれら付着物の磁気的性質を変化させるように、高温の磁界での熱処理を実現させる。
−ドットに付着する材料の全体的厚さは、垂直磁性を持つ多層の場合よりもはるかに大きくすることができる。
−本発明では、垂直磁気異方性を呈しない強い磁性を持つ磁性合金を使用することが可能なので、横方向磁性付着物により発生される磁気信号は、合金によって、または全体的厚さの等しい多層によって発生される信号よりも強い。
−この磁気信号は、ドットのサイズにそれほど左右されない。正方形ドットの水平面に形成される付着物については、ドットの横方向サイズが２倍減少すると、磁気体積は４倍減少するのに対して、このドットの面に形成される付着物については、この減少率はわずかで２に等しい。
−この磁気信号は、より一層、ドットのアレイに局在化する。一辺が２００ｎｍの正方形横断面を持つドットの面に形成される厚さ１０ｎｍの磁性付着物については、この付着物の占める水平面は、ドットの上面に形成される同じ付着物よりも２０倍小さい。これは、磁気相互作用を減少させて、ドット上面の付着物に対して情報密度を一定にするか、逆に、磁気相互作用が等しい場合には、情報密度を増加させる。
【００６８】
純粋に例示としていかなる点でも限定の意図なく、正方形断面の高さがｈ（ｎｍ）、辺がＬ（ｎｍ）のドットについて検討する。このドットの横方向磁性層の磁性はｚ軸上にあり、この磁性層は磁気的双極子と考えられると仮定する。
【００６９】
ドットの面に形成される厚さｔ（ｎｍ）の磁性付着物の場合、Ｌ×ｔｎｍ２の水平面について磁気体積はＬ×ｈ×ｔｎｍ３であり、その結果、磁気密度（単位表面当たりの磁性量）はｈ（単位は任意）に等しい。
【００７０】
この横方向付着物が、同じドットの上面に形成されるｔｎｍの多層（Ｃｏ０．５ｎｍ／Ｐｔ１．５ｎｍ）ｔ／２である従来付着物と比較されると、Ｌ×Ｌｎｍ２の水平面の場合に磁気体積は０．５×ｔ／２×Ｌ×Ｌｎｍ３となり、その結果、磁気密度はｔ／４となる。そのため、結果的に得られる利得は４ｈ／ｔに等しい。
【００７１】
信号利得は磁性材料の量に比例し、そのため、検討される二つの付着物が同じ厚さを持つが、多層が単層よりも４倍少ないコバルトを含有するこの例では、４である。
【００７２】
要約すると本発明は、磁気信号をより強くし、側面ではより弱くすることを可能にする。多層（Ｃｏ１／４／Ｐｔ３／４）の場合には、一方では、超薄層（界面合金が形成される）で一般的に観察される磁気モーメントの低下により、他方では、磁気ｏｒｄｅｒの温度の低下により、厚さが数分の一ナノメートルであるコバルトの層の磁性は、コバルト塊よりも弱いので、なおさらこれは関連性が高い。
【００７３】
磁気異方性の簡易軸がドットアレイの平面と平行である場合には、アレイの各ドットの上面と面のいずれかに同じ磁性層が付着すると仮定すると、信号量の利得はなく、その結果、局在化の利得は、平面異方性を持つ従来材料に対してｈ／ｔ程度である。
【００７４】
より量的な方法では、図４を参照すると、付着物の単位体積ごとの体積と磁性、ドットアレイの平面（ｘ，ｙ）に平行な表面の値、ポイント状であると仮定され、ＩとＩＩの場合にはｙ軸上で、ＩＩＩの場合にはｙ軸またはｘ軸上で、磁性付着物に対して垂直に移動する読取りヘッド３６の浮動高さが分かるならば、様々な幾何学的形状の付着物について、ドットアレイ上の各ドットにより放射される磁界のｚ軸に沿った成分Ｈｚを計算することが可能である。
（Ｉ）ドット２の上面に形成される、ｚ軸方向の強度Ｍ／４の垂直磁性を持つ厚さ１０ｎｍの磁性多層３８の付着物。
（ＩＩ）ドット２の面に形成される、ｙ軸方向の強度Ｍの平面磁性を持つ厚さ１０ｎｍの磁性層４の付着物。
（ＩＩＩ）ドット２の面に形成される、ｚ軸方向の強度Ｍの平面磁性を持つ厚さ１０ｎｍの磁性層４の付着物。
【００７５】
これら三つの事例（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、一辺が２００ｎｍの立方体であると仮定されるドットの表面から上に２０ｎｍの距離で放射される磁界について、ドットの中心からの距離ｙ（ｎｍ）（ｙ軸に平行）と相関させてＨｚ（単位は任意）の変化を比較することを、図５が可能にする。読取りヘッド３６の移動は、（Ｉ）と（ＩＩ）の場合にはｙ軸上で、（ＩＩＩ）の場合にはｙまたはｘ軸上で行われる。
【００７６】
図５の曲線Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩｙ，ＩＩＩｘはそれぞれ、事例Ｉ、事例ＩＩ、ｙ軸上での移動による事例ＩＩＩ、ｘ軸上での移動による事例ＩＩＩに対応する。
【００７７】
垂直磁性を持つ多層の事例（Ｉ）に対して、Ｈｚの値は、ｙ軸方向の磁性を持つドットの面上の付着物に関する事例（ＩＩ）ではおよそ３倍強く、ｚ軸方向の磁性を持つドットの面上の付着物に関する事例（ＩＩＩ）ではおよそ７倍強いことが観察される。
【００７８】
さらに、事例（ＩＩＩ）において読取りヘッドがｘ軸上で移動する場合には、ｙ軸上での移動の場合よりも信号の空間的広がりがはるかに弱く（信号が最大値の半分の時の幅はおよそ５倍弱い）、異なるドットから発生される信号の分離をより良好にし、またドット間の静磁気結合の減少につながる。
【００７９】
アレイのドットの面に磁性材料の付着物を形成した後、例えばシリカによる保護層をドットアレイの表面全体に形成してから、凹凸を無くすためにこの表面を平滑化することが可能である。
【００８０】
本発明では、ドットは全くいかなる形状でよく、例えば正方形、三角形、だ円形、円形の断面を持つことが可能である。
【００８１】
さらに、各ドットは、一つの磁区または複数の磁区を含み得る。例として述べると、断面が正方形のドットでは、四つの磁区を得ることが可能である。しかし、これら磁区は分離されなければならない。
【００８２】
さらに、上述したポイント８に関してだが、本発明で、薄層の平面に磁気異方性の軸を誘導する別の方法は、薄層の上または下に反強磁性材料の層の付着物を形成することである。この反強磁性層は、例えばＮｉＯ，ＦｅＭｎ，ＰｔＭｎである。例として述べると、この層は厚さが数ナノメートルである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の対象を成す磁気情報記憶媒体の特定実施例を示す部分的概略斜視図である。
【図２Ａ】この磁性媒体を生産するための製造方法を示す概略図である。
【図２Ｂ】この磁性媒体を生産するための製造方法を示す概略図である。
【図３】本発明による磁性媒体の一部を形成する円形断面のドットを示す概略平面図である。
【図４】本発明による媒体のドットアレイの平面に対して垂直な軸上にある、このアレイより上の既存磁界の成分を計算するために検討される様々な事例を示す概略図である。
【図５】該当する様々な事例において、ドットの中心までの距離と相関させたこの成分の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
２，３２  ドット
４，３４  薄層
８  基板
１０  第１磁束
１２  溝
２０  樹脂
４，２６，２８，３０  磁性付着物
２２  垂直入射角
２４  斜入射角
Ｍ  磁性方向
ｚ  垂線
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月9日(2003.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超微細な寸法のドット（２，３２）のアレイを含み、該アレイが基板（８）の上に形成され、各ドットが、磁性方向（Ｍ）を有するとともに該磁性方向により画定されるビットに対応する少なくとも一つの磁区を含み、該磁区が、該ドットの面の少なくとも一つを横方向から被覆する少なくとも一つの磁性材料の薄層（４，３４）により形成されることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項２】
前記磁性方向（Ｍ）が、前記ドットのアレイの平面に対して垂直である請求項１に記載の情報記憶媒体。
【請求項３】
前記アレイの前記平面への垂線に対する斜入射角で、前記磁性材料の原子の第１磁束（１０）を前記ドット（２，３２）へ照射することにより、該磁性材料が該ドットに付着し、各ドットが、該第１磁束の方向において次に位置するドットを遮蔽し、該ドットの上面とドットの列を分離する溝の底面とに付着した該磁性材料から生じる磁気信号が中和される、請求項１と２のいずれか一項に記載の情報記憶媒体の製造方法。
【請求項４】
前記磁性材料が、鉄と、ニッケルと、コバルトと、これらと磁性の強い磁性材料または群の材料の一つとの合金とを含む群から選択された材料であり、一種類または複数種類の他の元素が様々な量で該材料に追加され、該元素が、前記薄層の磁気的性質の調節を可能にする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記磁性材料が付着する前に、樹脂（２０）が前記ドットの前記上面を被覆し、該磁性材料が付着した後に該樹脂が除去されることで、該ドットの面に第１付着物が得られる、請求項３と４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記第１磁束が照射されるのと同時に、前記ドットのアレイ（２）の前記平面に対する垂直入射角、または該アレイの該平面への垂線（ｚ）に対して該第１磁束と反対の入射角度である該垂線に対する斜入射角で、中和材料の原子の第２磁束が該アレイに照射され、該磁性材料により前記溝の前記底面に形成される前記合金が、該ドットの前記面に得られる前記第１付着物とは異なる磁気的性質を持つように、該第２磁束と該中和材料との強度が選択される、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記アレイの前記平面への前記垂線（ｚ）に対する斜入射角で、前記第１磁束と、少なくとも磁性材料の原子の第２磁束とが前記ドット（２）へ照射されて、各ドットの複数の面に磁性付着物（４，２６，２８，３０）を形成する、請求項３から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記ドットの前記上面と前記溝の前記底面とに付着した前記磁性材料が除去され、該除去が、例えば、前記第１磁束と反対の入射角度である前記アレイの平面への前記垂線（ｚ）に対する斜入射角でのイオン除去によって生じる、請求項３と４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記第１磁束と同時に、該第１磁束と反対の入射角度である前記アレイの前記平面に対する斜入射角で、原子の第２磁束が照射され、該第２磁束の該原子の強度と性質とが結果的に、該第１磁束とともに、前記ドットの前記上面と前記溝の前記底面とにおける非磁性合金の形成を生じさせることができる、請求項３と４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記第１および第２磁束の原子が付着した後に、
各ドットの両側二面に、前記第１および第２磁束の前記原子の付着物を得るため、
−前記第１および第２磁束が逆転され、こうして逆転された該磁束が前記ドットに照射されるか、
−前記アレイの前記平面への前記垂線を中心として該アレイが１８０°回されて、前記第１および第２磁束が再び照射される、
請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記薄層の平面に磁気異方性の軸を誘導するように、
−外部磁界の存在下において前記薄層が形成され、
−前記薄層の形成後に、外部磁界の存在下において該薄層が熱処理され、
−反強磁性材料の層の付着物が、前記薄層の上または下に形成される、
請求項３から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記ドット（３２）が、前記アレイの前記平面と平行な断面において横長、円形、だ円形であり、各ドットに横方向から形成される前記薄層（３４）が、横方向の厚さ勾配を有し、該勾配が、該アレイの該平面に対して垂直な磁気異方性の軸を誘導するのに使用される、請求項３から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記アレイの表面全体に保護層も形成され、次に、凹凸を無くすために該保護層を備える該表面が平滑化される、請求項３から１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【国際調査報告】
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