(57)【要約】【課題】高性能磁気特性を有しているが、既存の製造ラインに対してスパッタリング・ステーションの追加を必要としないＡＦＣ媒体を提供すること。【解決手段】データ記憶用の磁気記録媒体は、非強磁性スペーサ膜を挟んで反強磁性的に交換結合した少なくとも２つの強磁性膜を有する磁気記録層を使用する。この反強磁性的に結合した（ＡＦＣ）記録層では、２つの強磁性膜の磁気モーメントは逆平行に配向しており、したがって、ＡＦＣ記録層の正味の残留磁化・膜厚の積（Ｍｒｔ）は２つの強磁性膜のＭｒｔ値の差である。このＭｒｔの低下が、記録媒体の熱的安定性の低下無しに実現される。ＡＦＣ記録層における下部強磁性膜は、この膜とＣｒ合金の下地層との間に核形成層を必要としない無ホウ素強磁性ＣｏＣｒ合金である。この強磁性ＣｏＣｒ合金は、ＡＦＣ記録層に優れた磁気記録性能を生成するのに十分な飽和磁化（Ｍｓ）を有しており、一方、スペーサ層および上部の強磁性ホウ素含有強磁性膜の成長を促すためのテンプレートまたは核形成層としての役割も果たしている。【選択図】図２
2004506289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録ディスクであって、
基板と；
基板上の、ＣｒおよびＣｒの合金を含む群から選択される非強磁性下地層と；
下地層上に直接かつ接触して形成された第１の強磁性膜であって、コバルト（Ｃｏ）およびクロム（Ｃｒ）を含む合金であり、Ｃｒが合金の約１１から２５原子パーセントである第１の強磁性膜と；
第１の強磁性膜上の非強磁性スペーサ膜と；
スペーサ膜上の第２の強磁性膜であって、ＣｏおよびＢを含む合金であり、スペーサ膜を挟んで第１の強磁性膜と反強磁性的に交換結合している第２の強磁性膜とを含む磁気記録ディスク。
【請求項２】
第１の強磁性膜が約１．５から３．５ｎｍの膜厚を有する、請求項１に記載のディスク。
【請求項３】
下地層がＣｒおよびチタン（Ｔｉ）のみからなる合金である、請求項１または２に記載のディスク。
【請求項４】
基板と下地層との間にシード層をさらに含み、下地層がシード層の上に直接これと接触して形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載のディスク。
【請求項５】
シード層が、ルテニウム（Ｒｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）のみからなる合金である、請求項４に記載のディスク。
【請求項６】
シード層が、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のみからなる合金である、請求項４に記載のディスク。
【請求項７】
第１の強磁性膜が、白金（Ｐｔ）をさらに含む合金である、請求項１ないし６のいずれかに記載のディスク。
【請求項８】
第１の強磁性膜が、タンタル（Ｔａ）をさらに含む合金である、請求項１ないし７のいずれかに記載のディスク。
【請求項９】
第１の強磁性膜が、ＣｏおよびＣｒのみからなる合金である、請求項１ないし６のいずれかに記載のディスク。
【請求項１０】
スペーサ膜が本質的にルテニウム（Ｒｕ）からなる、請求項１ないし９のいずれかに記載のディスク。
【請求項１１】
第２の強磁性膜が、ＣｒおよびＰｔをさらに含む合金である、請求項１ないし１０のいずれかに記載のディスク。
【請求項１２】
基板がガラスである、請求項１ないし１１のいずれかに記載のディスク。
【請求項１３】
第２の強磁性膜の上に形成された保護被膜をさらに含む、請求項１ないし１２のいずれかに記載のディスク。
【請求項１４】
第１の強磁性膜が膜厚ｔ１および磁化Ｍ１を有し、第２の強磁性膜が膜厚ｔ２および磁化Ｍ２を有し、第１の強磁性膜および第２の強磁性膜それぞれの単位面積当たりの磁気モーメント（Ｍ１ｘｔ１）および（Ｍ２ｘｔ２）が互いに異なる、請求項１ないし１３のいずれかに記載のディスク。
【請求項１５】
第２の強磁性膜の上に第２の非強磁性スペーサ膜を含み、第２のスペーサ膜の上に第３の強磁性膜を含み、第３の強磁性膜が、第２のスペーサ膜を挟んで第２の強磁性膜と反強磁性的に交換結合している、請求項１ないし１４のいずれかに記載のディスク。
【請求項１６】
磁気記録ディスクであって、
ガラス基板と；
基板上の、Ｃｒ、ＣｒＶ合金およびＣｒＴｉ合金を含む群から選択される下地層と；
下地層上の磁気記録層であって、下地層上に直接これと接触して形成された、ＣｏおよびＣｒのみからなる合金であってＣｒが約１１から２５原子パーセントである合金からなる第１の強磁性膜と、第１の強磁性膜上に形成された、Ｒｕ、Ｃｒ、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、およびこれらの合金からなる群から選択される材料からなる非強磁性スペーサ膜と、このスペーサ膜上の、ＣｏおよびＢを含む合金からなる第２の強磁性膜とを含み、スペーサ膜が、このスペーサ膜を挟んで第２の強磁性膜を第１の強磁性膜と反強磁性的に交換結合させるのに十分な膜厚を有する磁気記録層と；
磁気記録層上に形成された保護被膜とを含む磁気記録ディスク。
【請求項１７】
第１の強磁性膜が、約１．５から３．５ｎｍの膜厚を有する、請求項１６に記載のディスク。
【請求項１８】
基板と下地層との間にシード層をさらに含み、下地層が、Ｃｒおよびチタン（Ｔｉ）のみからなる合金であり、シード層の上に直接これと接触して形成される、請求項１６または１７に記載のディスク。
【請求項１９】
シード層が、ＲｕＡｌ合金およびＮｉＡｌ合金からなる群から選択される、請求項１８に記載のディスク。
【請求項２０】
スペーサ膜がルテニウム（Ｒｕ）である、請求項１６、１７、１８または１９に記載のディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に磁気記録媒体に関し、より具体的には、上記の同時係属中の出願に記載されたタイプの反強磁性的に結合した（ＡＦＣ）磁気記録層を有する磁気記録ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク・ドライブにおける磁気記録ディスクなど、従来の磁気記録媒体は、記録媒体として、一般にスパッタ付着のコバルト−白金（ＣｏＰｔ）合金などの顆粒状（ｇｒａｎｕｌａｒ）強磁性層を用いている。磁性層中の各磁化ドメインは、多くの小さな磁性粒子からなる。磁化ドメイン間の遷移が、記録されたデータの「ビット」である。米国特許第４，７８９，５９８号および第５，５２３，１７３号は、このタイプの従来の硬質ディスクを記述している。
【０００３】
磁気記録ディスクの記憶密度が上昇すると共に、残留磁化Ｍｒ（ただし、Ｍｒは、強磁性材料の単位容積当たりの磁気モーメントの単位で測定される）と磁性層の膜厚ｔとの積が低下した。同様に、磁性層の抗電界または飽和保磁力（Ｈｃ）が増大した。これは、Ｍｒｔ／Ｈｃの比を低下させた。Ｍｒｔの低下を達成するためには、磁性層の膜厚ｔを薄くすることができるが、磁性層に記憶された磁気情報が消滅しやすくなるので限界がある。この磁化の消滅は、小さな磁性粒子の熱活性（スーパーパラマグネティック効果）に起因すると考えられている。磁性粒子の熱的安定性は、ほとんどＫｕＶで決まる。ただし、Ｋｕは層の磁気異方性定数であり、Ｖは磁性粒子の容積である。層の膜厚が減少すると、Ｖは減少する。層の膜厚が薄すぎると、記憶された磁気情報は、通常のディスク・ドライブの動作条件で安定性がなくなる。
【０００４】
この問題の解決への１つのアプローチは、より異方性の高い材料（高Ｋｕ）に移行することである。しかし、Ｋｕの上昇は、Ｋｕ／Ｍｓ（Ｍｓ＝飽和磁化）にほぼ等しい飽和保磁力Ｈｃが大きくなりすぎて、通常の記録ヘッドによって書込み不可能になる点によって限定される。同様なアプローチは、層の膜厚を固定して磁性層のＭｓを減少させることである。このアプローチは、ＭｒがＭｓと関連しているのでＭｒを減少させることになるが、これも書込み可能な飽和保磁力によって限定される。他の解決方法は、粒間交換相互作用を増大することである。その結果、磁性粒子の有効磁気容量Ｖが増大する。しかし、このアプローチは、磁性層の固有の信号対雑音比（ＳＮＲ）に対して有害であることが示されている。
【０００５】
特許出願ＧＢ　第２３５５０１８号は、磁気記録層が、非強磁性スペーサ膜を挾んで反強磁性的に結合した少なくとも２つの強磁性膜である磁気記録媒体を記載している。ＡＦＣ媒体と呼ばれるこのタイプの磁気媒体においては、２つの反強磁性的に結合した膜の磁気モーメントは、逆平行に配向しており、その結果、記録層の正味の残留磁化・膜厚の積（Ｍｒｔ）は、２つの強磁性膜のＭｒｔ値の差である。このＭｒｔの減少は、容積Ｖの減少なしに実現される。したがって、記録媒体の熱的安定性は低下しない。ＡＦＣ媒体の一実施形態では、強磁性膜は、２つのＣｏＰｔＣｒＢ膜間の反強磁性結合を最大化するような膜厚を有するＲｕスペーサ膜によって分離された、スパッタで付着したＣｏＰｔＣｒＢ合金膜である。強磁性膜の一方は他方より厚く作製されるが、これらの膜厚は、磁界ゼロでの正味のモーメントが、低いけれどもゼロではないように選ぶ。
【０００６】
ＡＦＣ媒体は、従来の「積層」媒体からは区別されるべきである。従来の「積層」媒体では、２層以上の磁性層は非磁性スペーサ層によって離間しており、その結果、磁性層は故意に磁気的にデカプリングされている。積層媒体を使用することによって、大幅なＳＮＲの改良を実現することが可能であることが知られている。積層による固有の媒体ノイズの低減は、積層品における磁性層間の磁気相互作用または交換結合のデカップリングによるものと思われる。この発見は、Ｓ． Ｅ． Ｌａｍｂｅｒｔ等によってなされ（“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｄｉａ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｍｅｔａｌ Ｍｅｄｉａｂｙ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ， Ｖｏｌ． ２６， Ｎｏ．５， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９０，ｐｐ． ２７０６−２７０９）、その後米国特許第５，０５１，２８８号として特許になった。より最近の米国特許第６，０７７，５８６号は、特殊なシード層と、磁気的にデカップリングされたホウ素含有強磁性層とを有する積層ディスクを記載している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ディスク構造に対してより多くの層を追加することは、製造工程に複雑さをもたらす。ＡＦＣ媒体では、スパッタリングを必要とする層の数が増加することにより、スパッタリング・ステーションの数を多くする必要があるので、既存のディスク製造ラインを実質的に改造する必要がある。さらに、ＡＦＣ膜においてＣｏＰｔＣｒＢなどのホウ素含有合金を使用することは、高性能媒体に必要であり、膜のＣ軸が膜の面内にあるようにＣｏＰｔＣｒＢ膜の成長を高めるために、特別な開始または核形成層を使用することが必要になる。一般に非強磁性のＣｏＣｒ合金である核形成層は、製造ラインにおいて、さらに他のスパッタリング・ステーションを必要とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、基板と；基板上の、ＣｒおよびＣｒの合金を含む群から選択される非強磁性下地層と；下地層上に直接かつ接触して形成された第１の強磁性膜であって、コバルト（Ｃｏ）およびクロム（Ｃｒ）を含む合金であり、Ｃｒが合金の約１１から２５原子パーセントである第１の強磁性膜と；第１の強磁性膜上の非強磁性スペーサ膜と；スペーサ膜上の第２の強磁性膜であって、ＣｏおよびＢを含む合金であり、スペーサ膜を挟んで第１の強磁性膜と反強磁性的に交換結合している第２の強磁性膜とを含む磁気記録ディスクを提供する。
【０００９】
好ましい実施形態では、高性能磁気特性を有しているが、既存の製造ラインに対してスパッタリング・ステーションの追加を必要としないＡＦＣ媒体が提供される。
【００１０】
好ましくは、ＡＦＣ記録層における下部強磁性膜が、この膜とＣｒまたはＣｒ合金の下地層との間に核形成層を必要としない無ホウ素強磁性ＣｏＣｒ合金であるＡＦＣディスクが提供される。この強磁性ＣｏＣｒ合金は、ＡＦＣ記録層に優れた磁気記録性能を生成するのに十分な飽和磁化（Ｍｓ）および粒子構造を有しており、一方、スペーサ層を介して上部のホウ素含有強磁性膜の面内Ｃ軸成長を起こさせるための核形成層としての役割も果たしている。
【００１１】
一実施形態では、第１の強磁性膜は、約１．５から３．５ｎｍの膜厚を有する。
【００１２】
一実施形態では、下地層は、Ｃｒおよびチタン（Ｔｉ）のみからなる合金である。
【００１３】
一実施形態では、シード層が基板と下地層との間に設けられ、下地層は、シード層の上に直接これと接触して形成される。例として、シード層は、ルテニウム（Ｒｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）のみからなる合金である。あるいは、シード層は、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のみからなる合金としてもよい。
【００１４】
好ましい実施形態では、第１の強磁性膜は、ＣｏおよびＣｒのみからなる合金である。他の実施形態では、第１の強磁性膜は、白金（Ｐｔ）およびタンタル（Ｔａ）の１種または複数をさらに含む合金である。
【００１５】
一実施形態では、スペーサ膜は、本質的にルテニウム（Ｒｕ）からなり、好ましくは、第２の強磁性膜は、ＣｒおよびＰｔをさらに含む合金である。
【００１６】
例として、基板はガラスであり、一実施形態では、第２強磁性膜の上に形成された保護被膜がある。
【００１７】
一実施形態では、第１の強磁性膜は膜厚ｔ１および磁化Ｍ１を有しており、第２の強磁性膜は膜厚ｔ２および磁化Ｍ２を有しており、第１の強磁性膜および第２の強磁性膜それぞれの単位面積当たりの磁気モーメント（Ｍ１ｘｔ１）および（Ｍ２ｘｔ２）は互いに異なっている。
【００１８】
一実施形態では、第２の強磁性膜の上に第２の非強磁性スペーサ膜があり、第２のスペーサ膜の上に第３の強磁性膜がある。第３の強磁性膜は、第２のスペーサ膜を挟んで第２の強磁性膜と反強磁性的に交換結合している。
【００１９】
本発明は、ガラス基板と；基板上の、Ｃｒ、ＣｒＶ合金およびＣｒＴｉ合金を含む群から選択される下地層と；下地層上の磁気記録層であって、下地層上に直接これと接触して形成された、ＣｏおよびＣｒのみからなる合金であってＣｒが約１１から２５原子パーセントである合金からなる第１の強磁性膜と、第１の強磁性膜上に形成された、Ｒｕ、Ｃｒ、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、およびこれらの合金からなる群から選択される材料からなる非強磁性スペーサ膜と、このスペーサ膜上の、ＣｏおよびＢを含む合金からなる第２の強磁性膜とを含み、スペーサ膜が、このスペーサ膜を挟んで第２の強磁性膜を第１の強磁性膜と反強磁性的に交換結合させるのに十分な膜厚を有する磁気記録層と；磁気記録層上に形成された保護被膜とを含む磁気記録ディスクをさらに提供する。
【００２０】
一実施形態では、シード層が基板と下地層との間に設けられ、下地層はＣｒおよびチタン（Ｔｉ）のみからなる合金であって、シード層の上に直接これと接触して形成されている。例として、シード層は、ＲｕＡｌ合金およびＮｉＡｌ合金からなる群から選択される。
【００２１】
一実施形態では、スペーサ膜はルテニウム（Ｒｕ）である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施形態を、例示としてのみ、かつ以下の図面を参照して説明する。
【００２３】
ＡＦＣディスクの一般的構造
好ましい実施形態の磁気記録ディスクは、１つまたは複数の非強磁性スペーサ膜でその近接する強磁性膜と反強磁性的に（ＡＦ）結合した２つ以上の強磁性膜からなる磁気記録層を有するタイプである。図１は、反強磁性的に結合した（ＡＦＣ）磁性層２０を有するディスク１０の一般的な横断面構造を示すものである。
【００２４】
ディスク基板１１は、ガラス、ＳｉＣ／Ｓｉ、セラミック、石英、またはＮｉＰ表面コーティングを有するＡｌＭｇ合金ベースなどの任意の適当な材料である。シード層１２は任意選択の層であり、これを用いて下地層１３の成長を改善することができる。シード層１２は、基板１１がガラスなどの非金属である場合に最も一般的に使用される。シード層１２は、約１から５０ｎｍの範囲の膜厚を有し、Ｔａ、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌまたはＲｕＡｌなどの材料の１つである。これらの材料は、特定の好ましい結晶配向において、次に付着させる層の成長を促進させるためのシード材料として有用である。ガラス基板１１とシード層１２の間に、プレシード層（図示せず）を用いることもできる。下地層１３を、シード層が存在する場合はシード層の上に、シード層が存在しない場合は基板１１の上に直接付着させる。下地層１３は、クロム、あるいはＣｒＶまたはＣｒＴｉなどのクロム合金などの非磁性材料である。下地層１３は、５から１００ｎｍの範囲の膜厚を有し、通常の値は約１０ｎｍである。
【００２５】
ＡＦＣ磁性層２０は、非強磁性スペーサ膜２６によって分離された２つの強磁性膜２２、２４から構成されている。非強磁性スペーサ膜２６の膜厚および組成は、隣接する膜２２、２４それぞれの磁気モーメント３２、３４が、非強磁性スペーサ膜２６を介してＡＦ結合し、ゼロ磁界で逆平行であるように選ばれる。層２０の２つのＡＦ結合膜２２、２４は、逆平行に配向した磁気モーメントを有し、上部の膜２２がより大きなモーメントを有する。強磁性膜２２、２４は、白金４〜２０原子パーセント（ａｔ．％）、クロム１０〜２３ａｔ．％およびホウ素２〜２０ａｔ．％を含むＣｏＰｔＣｒＢ合金からなる。非強磁性スペーサ膜２６はルテニウム（Ｒｕ）である。
【００２６】
ＡＦＣ磁性層２０の第１の強磁性膜２４はホウ素含有ＣｏＰｔＣｒＢ合金であるから、非常に薄膜（通常１から５ｎｍ）のＣｏ合金の開始または核形成（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ）層１４を下地層１３の上に付着させる。この核形成層１４は、膜２４の六方最密充填（ＨＣＰ）ＣｏＰｔＣｒＢ合金のＣ軸が膜面内に配向するように、その成長を高めるように選ばれた組成を有する。第１のＣｏＰｔＣｒＢ膜２４の正しい結晶構造が、次に、Ｒｕスペーサ膜２６を介して第２のＣｏＰｔＣｒＢ膜２２の成長を高めて、そのＣ軸が面内に有するようにさせる。ＣｏＰｔＣｒＢ膜２４を、核形成層なしにＣｒ合金下地層１３上に直接成長させると、そのＣ軸は膜面内に成長せず、記録性能の劣ったものになるであろう。ホウ素の存在が、高性能媒体に必要な記録層の微小粒子を得るために重要であることは周知である。したがって、核形成層１４が、記録層としてホウ素含有合金の使用を可能にしている。通常、核形成層１４は非強磁性Ｃｏ合金であり、好ましい実施形態では、Ｃｒ＞＝３１原子パーセント（ａｔ％）のＣｏＣｒ合金である。このＣｏＣｒ組成は、非強磁性またはわずかに強磁性の相を生成する。
【００２７】
図１における層２０の構造と同様の、非強磁性の遷移金属スペーサ膜を介した強磁性膜のＡＦ結合は、広範囲にわたって研究され文献に記述されている。一般に、交換結合は、スペーサの膜厚が増大すると強磁性から反強磁性へ振動する。材料の選択された組み合わせに対するこの振動的結合関係は、Ｐａｒｋｉｎ等によって、“Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｎ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ： Ｃｏ／Ｒｕ， Ｃｏ／Ｃｒ ａｎｄ Ｆｅ／Ｃｒ”， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ． ６４， ｐ． ２０３４ （１９９０）に記載されている。材料の組み合わせには、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉと、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ、およびＦｅ−Ｃｏなどのこれらの合金からなる強磁性膜、ならびにＲｕ、クロム（Ｃｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、およびこれらの合金などの非強磁性スペーサ膜が含まれる。こうした材料の組み合わせのそれぞれについて、既知でなければ振動的交換結合関係を求め、その結果、２つの強磁性膜間の反強磁性結合を確保するように非強磁性スペーサ膜の膜厚を選ぶ。振動の期間は、非強磁性スペーサ材料に左右されるが、振動的結合の強度および相も、強磁性材料および層間特性に左右される。
【００２８】
層２０のこのＡＦＣ構造については、隣接する膜２２、２４それぞれの磁気モーメント３２、３４の配向は逆平行に整列しており、したがって弱め合うに加算される。矢印３２、３４は、ＡＦ結合膜２６を挟んで互いに直接上下にある個別の磁区のモーメントの配向を表している。
【００２９】
図１は、２膜の構造と単一のスペーサ膜を有するＡＦＣ磁性層２０を示しているが、ＡＦＣディスクは、この強磁性膜の間に、ＡＦ結合スペーサ膜を有する追加の強磁性膜を有することもできる。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態による、核形成層として無ホウ素下部強磁性膜を有するＡＦＣディスクの構造
ガラス基板とＣｏＰｔＣｒＢ単層の磁性層を用いた高性能の市販のディスクには、６層が必要である。これらの層は、ガラス基板上のプレシード層（図１には図示せず）、シード層、下地層、非強磁性（またはわずかに強磁性の）ＣｏＣｒ核形成層、ＣｏＰｔＣｒＢ磁性層、および保護被膜である。Ｃｉｒｃｕｌｕｓ　Ｍ１２などの一般的な製造用スパッタリング・ツールは、２つの加熱ステーションと１つの冷却ステーションの使用を仮定すると、現在は、実際のスパッタ付着には７つのステーションしか利用できない。ＡＦＣ磁性層は、単一の磁性層を３つの層で置き換えるので、ＡＦＣディスクを作製するために必要なスパッタリング・カソードの総数は８つである。この数は、前記のように構成されたＣｉｒｃｕｌｕｓ　Ｍ１２で現在利用できる数より大きい。他のタイプの製造用スパッタリング・ツールも、限られた数のスパッタリング・カソードしか備えていない可能性があり、これは、ＡＥＣ媒体の実現を困難にしている。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、本発明は、特定の材料が、ＡＦＣ層の下部強磁性膜としての働きをすること、ならびにＲｕスペーサ層を介して第２のＣｏＰｔＣｒＢ膜の面内Ｃ軸成長を促進することの２つの目的の役割を果たすことが可能であることを示すものである。これは、ＡＦＣ層の核形成層と下部強磁性膜を１層に組み合わせることを可能にし、したがって、好ましくは、必要なスパッタリング・カソードは１つのみとなる。これは、ＡＦＣディスク構造におけるスパッタ層の総数を減少させ、これにより製造可能性の潜在的な問題を克服することができる。
【００３２】
開始または核形成層、およびＡＦＣ構造における下層のいずれの役割も果たす層を有するためには、好ましくは、Ｃｏ合金であり、膜面内にＣ軸を有する配向したＣｒ合金上にエピタキシャルに成長することができ、かつＡＦＣ磁気記録層における下部強磁性膜として十分に機能する材料が必要である。好ましい実施形態では、飽和磁化（Ｍｓ）４２５ｅｍｕ／ｃｃを有する強磁性のＣｏ７８Ｃｒ２２が、こうした材料であることが実証された。Ｘ線回折の結果、通常の下地層の上で、この下地層の上にＣｏ７８Ｃｒ２２強磁性膜を直接用いて、このＣｏ７８Ｃｒ２２膜の上に直接Ｒｕスペーサ層を成長させ、かつＲｕスペーサ層の上に直接ＣｏＰｔＣｒＢ膜を成長させたＡＦＣ構造については、ＣｏＰｔＣｒＢのＣ軸が膜の面内にあることが分かった。Ｍｒｔが０．３２ｍｅｍｕ／ｃｍ２の単一ＣｏＰｔＣｒＢ膜を、Ｍｒｔが０．１ｍｅｍｕ／ｃｍ２のＣｏ７８Ｃｒ２２膜の上に直接成長させた場合、測定されたＭｒｔは０．４３ｍｅｍｕ／ｃｍ２であった。この値は、これら２層のＭｒｔの和に非常に近い。同じタイプのＣｏ７８Ｃｒ２２膜上に直接成長させた、ＡＦ結合を得るために必要な膜厚を有するＲｕ層上で、同じタイプのＣｏＰｔＣｒＢ膜を成長させた場合、得られた構造は、Ｍｒｔが０．２２ｍｅｍｕ／ｃｍ２であった。この値は、これら２膜のＭｒｔ値の差であり、ＡＦ結合が存在していることを示すものである。
【００３３】
ＡＦＣ記録層における底部強磁性膜として用いた場合、１４≦ｘ≦２２を有するＣｏＣｒｘ合金が、優れた磁気特性を発生することも見出された。粒子境界分離には最小濃度のＣｒ（通常少なくとも１８ａｔ．％）が必要であること、そしてこの粒子境界分離が、次に、粒子の磁化の個別スイッチングを可能にするために必要であることが知られているので、このことは期待されていなかった。これらのＣｏＣｒ合金は高いモーメントを有するので、所望のＭｒｔを実現するために、より薄膜の底部強磁性膜を使用することができる。第１の強磁性膜の膜厚が、得られるＡＦＣ構造のＳＮＲに顕著な影響を有することが見出されている。そのすべてがＣｏＰｔ１２Ｃｒ１８Ｂ８からなる上部強磁性膜を有するが、下部のＣｏＣｒ強磁性膜は様々な膜厚およびＣｒ組成（Ｃｒ１４〜２０ａｔ．％）からなるＡＦＣ媒体について測定したＳＮＲは、ＡＦＣ媒体のＳＮＲを最適化するために、ＣｏＣｒからなる下部膜の膜厚が１．５から３．５ｎｍであるべきであることを示した。
【００３４】
さらに、通常の非強磁性Ｃｏ６９Ｃｒ３１核形成層を用いた単一層の膜に記録された遷移の、１５０００磁化反転／ミリメートルでの孤立信号パルス対雑音比（Ｓ０ＮＲ）は２９．８ｄＢであり、一方、第１の強磁性膜としてＣｏ７８Ｃｒ２２を用い、かつ第２の強磁性膜として同じタイプのＣｏＰｔＣｒＢ材料を用いたＡＦＣディスクのＳ０ＮＲは３１．３ｄＢであった。これら２枚のディスクの孤立パルス幅（ＰＷ５０）は、それぞれ、１２２ｎｍおよび１１６ｎｍであった。このデータは、第１の強磁性膜としてＣｒ合金下地層の上に成長させたＣｏ７８Ｃｒ２２を有するＡＦＣディスクは、高い磁気記録性能を有することを示している。
【００３５】
図２は、本発明によるＡＦＣディスク１０’の好ましい構造を示す。この好ましい実施形態における様々な層の膜厚および組成は以下の通りである。
プレシード層：Ａｌ５０Ｔｉ５０（２０〜５０ｎｍ）
シード層１２：Ｒｕ５０Ａｌ５０（８〜２０ｎｍ）
下地層１３：Ｃｒ９０Ｔｉ１０（６〜２０ｎｍ）
下地層１３上に直接形成した下部ＡＦＣ膜２４’：
Ｃｏ（１００−ｘ）Ｃｒｘ、ただし、１１＜ｘ＜２５、または
Ｃｏ（１００−ｙ−ｘ）ＰｔｙＣｒｘ、ただし、０＜ｙ＜１５および１１＜ｘ＜２５、または
Ｃｏ（１００−ｙ−ｘ−ｚ）ＰｔｙＣｒｘＴａｚ、ただし、０＜ｙ＜２０、１１＜ｘ＜２２および２＜ｚ＜６
スペーサ層２６：ＲｕまたはＣｒ（０．４〜１．０ｎｍ）
上部ＡＦＣ膜２２：Ｃｏ（１００−ｙ−ｘ−ｚ）ＰｔｙＣｒｘＢｚ、ただし、６＜ｙ＜２５、１０＜ｙ＜２５、６＜ｚ＜１５。
【００３６】
好ましい実施形態では、特別の核形成層の必要無しに底部ＡＦＣ膜としての役割を果たす強磁性ＣｏＣｒ合金は、Ｃｒが約１１から２５原子パーセントの組成を有する。Ｃｒ濃度は、主として、底部ＡＦＴ膜に所望される膜厚およびＭｒｔで決まる。Ｃｒ濃度がＣｏＣｒ合金のＭｓを決めるので、これによって所与の膜厚についてのＣｏＣｒ膜のＭｒｔが決まる。ＣｏＣｒ膜の所望の膜厚は、最適な膜の成長および記録性能で決まる。上限は、ほぼ、ＣｏＣｒ合金のＭｓが高性能記録には不十分となる値である。
【００３７】
ＣｏおよびＣｒのみからなるこの好ましい二元合金に加えて、下部強磁性膜は、白金（Ｐｔ）およびタンタル（Ｔａ）の１種または複数を有するＣｏＣｒの三元または四元合金であってもよい。下部の膜にさらに異方性を所望する場合はＰｔが望ましい添加物であり、さらに粒子分離を所望する場合はＴａが望ましい添加物である。濃度０＜Ｐｔ＜１５および２＜Ｔａ＜６が、これらの目的を首尾よく実現させる一般的な範囲であることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術によるＡＦＣ磁気記録ディスクの概略断面図である。
【図２】
本発明の好ましい実施形態によるＡＦＣ磁気記録ディスクの概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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