(57)【要約】【課題】スイッチング磁場分布を減少した極薄酸化膜を有するパターン化垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】パターン化垂直磁気記録媒体は、同心トラックに配置された離散的データアイランドにパターン化されたＣｏ合金記録層を有し、狭いスイッチング磁場分布（ＳＦＤ）を示す。ディスクは、基板と、基板上のＮｉＴａ合金平坦化層と、平坦化層上の非磁性Ｒｕ含有下地層と、酸化物が無いＣｏ合金磁気記録層と、Ｒｕ含有層とＣｏ合金磁気記録層との間の極薄酸化膜とを含む。酸化膜は、Ｔａ酸化物、Ｃｏ酸化物およびＴｉ酸化物から選択された酸化物であってもよく、不連続膜と考えられる極薄である。平坦化層および極薄酸化膜により、Ｃｏ合金記録層の成長均一性が向上するので、データアイランドを有するパターン化ディスクではＳＦＤが大幅に減少する。【選択図】図４
2012195046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の平坦化層と、
前記平坦化層上の非磁性Ｒｕ含有下地層と、
コバルトおよび白金を含む合金の垂直磁気記録層と、
前記非磁性Ｒｕ含有下地層と前記垂直磁気記録層との間の酸化膜と、
を含み、
前記垂直磁気記録層が複数の離散的アイランドにパターン化されている、
パターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記酸化膜は、Ｔａ酸化物、Ｃｏ酸化物およびＴｉ酸化物から選択された酸化物を含む、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記酸化膜は１．５ｎｍ未満の厚さを有する、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記酸化膜は、前記非磁性Ｒｕ含有下地層上の酸化物クラスタの不連続膜であり、
前記垂直磁気記録層は、前記非磁性Ｒｕ含有下地層および前記酸化物クラスタと接触している、
請求項３に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記平坦化層は、ＮｉおよびＴａを含む合金を含む、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記平坦化層は、２０ｎｍを超える厚さを有する、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記非磁性Ｒｕ含有下地層の下でかつ前記非磁性Ｒｕ含有下地層と接触する、前記平坦化層上のＮｉＷ合金シード層をさらに含む、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記垂直磁気記録層の合金は、酸化物が無い合金である、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記垂直磁気記録層の合金は、Ｃｒをさらに含む、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記平坦化層下かつ前記基板上に軟磁性材料の軟下地層（ＳＵＬ）をさらに含む、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記平坦化層は、２ｎｍ以上かつ１０ｎｍ以下の厚さを有するＮｉおよびＴａを含む合金を含む、
請求項１０に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記ＳＵＬは、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏＢ、ＣｏＣｕＦｅ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＺｒおよびＣｏＺｒＮｂの合金からなる群から選択された材料で形成されている、
請求項１０に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記ＳＵＬは、非磁性膜によって分離された複数の透磁膜の積層物である、
請求項１０に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記積層物における前記非磁性膜は、前記積層物における前記透磁膜の反強磁性結合を与える、
請求項１３に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記パターン化垂直磁気記録媒体は、磁気記録ディスクであり、
前記離散的アイランドは、前記基板上で複数の略同心円形トラックに配置されている、
請求項１に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１６】
請求項１５に記載のパターン化垂直磁気記録媒体と、
前記離散的アイランドにおける前記垂直磁気記録層を磁化する書込みヘッドと、
前記離散的アイランドにおける前記垂直磁気記録層を読取る読取りヘッドと、
を含む、
磁気記録ディスク・ドライブ。
【請求項１７】
前記基板と前記離散的アイランドとの間にヒートシンク層をさらに含む請求項１５に記載のパターン化垂直磁気記録媒体と、
前記離散的アイランドにおける前記垂直磁気記録層に磁場を加える書込みヘッドと、
近接場光を前記離散的アイランドに当てて前記離散的アイランドにおける前記垂直磁気記録層を加熱する光データチャネルおよび近接場変換器と、
前記アイランドにおける前記垂直磁気記録層を読取る読取りヘッドと、
を含む、
熱アシスト記録（ＴＡＲ）型磁気記録ディスク・ドライブ。
【請求項１８】
基板と、
前記基板上のＮｉおよびＴａを含む合金を含む平坦化層と、
前記平坦化層上の非磁性Ｒｕ含有下地層と、
コバルトおよび白金を含む、酸化物が無い合金の垂直磁気記録層と、
前記非磁性Ｒｕ含有下地層と前記垂直磁気記録層との間の酸化膜であって、Ｔａ酸化物、Ｃｏ酸化物およびＴｉ酸化物から選択された酸化物を含み、１．５ｎｍ以下の厚さを有する酸化膜と、
を含み、
複数の同心トラックに配置された複数の離散的アイランドに前記垂直磁気記録層がパターン化されている、
パターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項１９】
前記酸化膜は、前記非磁性Ｒｕ含有下地層上の酸化物クラスタの不連続膜であり、
前記垂直磁気記録層は、前記非磁性Ｒｕ含有下地層および前記酸化物クラスタと接触している、
請求項１８に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項２０】
前記非磁性Ｒｕ含有下地層の下でかつ前記非磁性Ｒｕ含有下地層と接触する、前記平坦化層上のＮｉＷ合金シード層をさらに含む、
請求項１８に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項２１】
前記平坦化層は、２０ｎｍを超える厚さを有する、
請求項１８に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【請求項２２】
前記平坦化層下かつ前記基板上に軟磁性材料の軟下地層（ＳＵＬ）をさらに含み、
前記平坦化層は、２ｎｍ以上かつ１０ｎｍ以下の厚さを有する、
請求項１８に記載のパターン化垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に、パターン化垂直磁気記録媒体、例えば磁気記録ハードディスク・ドライブ用のディスクに関し、より詳しくは、磁気記録特性を改良したデータアイランドを有するパターン化ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
パターン化磁気記録媒体を有する磁気記録ハードディスク・ドライブは、データ密度を増加するように提案されている。従来の連続磁気記録媒体において、磁気記録層は、ディスクの全面にわたる連続層である。ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）とも呼ばれるパターン化媒体では、ディスク上の磁気記録層を、同心データトラックに配置された小さい分離データアイランドにパターン化する。ＢＰＭディスクは、磁化方向が記録層に平行であるまたは記録層の面内にある水平磁気記録ディスクであってもよいけれども、磁化方向が記録層に垂直であるまたは記録層の面外にある垂直磁気記録ディスクは、垂直媒体のデータ密度が増加する可能性があるために、ＢＰＭに適した選択であろう。パターン化データアイランドの磁気分離を行うために、アイランド間の空間の磁気モーメントを破壊または実質的に減少して、これらの空間を本質的に非磁性にする。代わりに、アイランド間の空間に磁性材料がないように媒体を製造してもよい。
【０００３】
ナノインプリント・リソグラフィ（ＮＩＬ）は、ＢＰＭディスク上に所望のパターンのアイランドを形成するように提案されている。ＮＩＬは、所望のナノスケール・パターンを有するマスタテンプレートまたは型によってインプリントレジスト層を変形させることに基づいている。マスタテンプレートを、電子ビームツールなどの高分解能リソグラフィツールによって製造する。パターン化されるべき基板は、磁気記録層と、連続層として上に形成された任意の必要な下地層とを有するディスク・ブランクであってもよい。次に、ポリメチル・メタクリレート（ＰＭＭＡ）のような熱可塑性重合体などのインプリントレジストを基板にスピンコートする。次いで、重合体を、そのガラス転移温度を超えて加熱する。その温度で、熱可塑性レジストは粘性を帯び、比較的高圧でテンプレートからのインプリンティングによってインプリントレジスト上にナノスケール・パターンが再生される。いったん重合体を冷却すると、テンプレートをインプリントレジストから除去して、逆ナノスケール・パターンの窪みおよび空間をインプリントレジスト上に残す。熱可塑性重合体の熱硬化の代替案として、紫外線（ＵＶ）光によって硬化可能な重合体、例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔｓ、Ｉｎｃ．から入手できるＭｏｎｏＭａｔをインプリントレジストとして使用することができる。次いで、パターン化インプリントレジスト層をエッチマスクとして使用して、下部の磁気記録層に所望のパターンのアイランドを形成する。
【０００４】
ＢＰＭの開発にとって重要な問題は、スイッチング磁場分布（ＳＦＤ）、即ち保磁力のアイランド間のばらつきが、隣接するアイランドを上書きすることなく個々のアイランドの正確なアドレス指定能力を保証するのに十分狭い必要があるということである。理想的には、ＳＦＤ幅はゼロであり、これは全ビットが同じ書込み磁場強度で切り換わることを意味する。アイランドの磁気異方性のばらつきの原因となる、磁性材料の組成および結晶方位のばらつきを含む内因性寄与だけでなく、アイランドの大きさ、形状および間隔のばらつき、および隣接するアイランド間の双極子相互作用を含む、ＳＦＤへの外因性寄与もある。さらに、磁気アイランドの大きさが縮小するにつれてＳＦＤが拡大して（即ち、保磁力のビット間のばらつきが増大して）、ＢＰＭの達成可能なビット面密度が制限されることが分かっている。
【０００５】
必要なのは、狭いＳＦＤを有するパターン化垂直磁気記録媒体である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】タガワ（Ｔａｇａｗａ）ら著、「高密度記録性能と粒子保磁力分布との間の関係（Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｈｉｇｈ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）」、ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣＳ、ＶＯＬ．２７、ＮＯ．６、１９９１年１１月、４９７５−４９７７
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、Ｃｏ合金記録層および狭いＳＦＤを有するパターン化垂直磁気記録媒体と、ディスク内蔵のディスク・ドライブとに関する。ディスクは、基板と、基板上の軟磁性材料のオプションの軟下地層（ＳＵＬ）と、基板またはオプションのＳＵＬ上の平坦化層と、平坦化層上の非磁性Ｒｕ含有下地層と、酸化物を含有しないことが好ましいＣｏ合金の垂直磁気記録層と、非磁性Ｒｕ含有下地層とＣｏ合金の垂直磁気記録層との間の極薄酸化膜とを含む。垂直磁気記録層は、同心トラックに配置された離散的アイランドにパターン化されている。オプションのＮｉＷ合金シード層を、Ｒｕ含有下地層の下でかつＲｕ含有下地層と接触して平坦化層上に設置してもよい。平坦化層は、好ましくは２０ｎｍを超える厚さを有するＮｉＴａ合金であることが好ましいが、オプションのＳＵＬが基板と平坦化層との間に存在する場合、平坦化層は、約２〜１０ｎｍの厚さを有することができる。極薄酸化膜は、１．５ｎｍ以下の厚さを有する、Ｔａ酸化物、Ｃｏ酸化物およびＴｉ酸化物から選択された酸化物であってもよい。この厚さの形態では、酸化膜の厚さを不連続膜の「平均」厚さと考えることができるので、Ｃｏ合金の垂直磁気記録層を堆積させる表面は、Ｒｕ含有下地層と極薄酸化膜のクラスタまたは領域との両方であってもよい。平坦化層および極薄酸化膜により、Ｃｏ合金記録層の成長均一性が向上するので、本発明によるデータアイランドを有するＢＰＭではＳＦＤが大幅に減少する。
【０００８】
本発明の性質および利点をさらに十分理解するために、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）を有する垂直磁気記録ディスク・ドライブの平面図であり、先行技術による同心円形データトラックに配置されたパターン化データアイランドを示す。
【図２】データアイランドの詳細配置を示す先行技術のＢＰＭディスクの拡大部分の平面図である。
【図３Ａ】先行技術によるディスクをエッチングして平坦化する各種段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図３Ｂ】先行技術によるディスクをエッチングして平坦化する各種段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図３Ｃ】先行技術によるディスクをエッチングして平坦化する各種段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図４】本発明による構造を有するデータアイランドを示すディスク基板の一部分の断面図である。
【図５Ａ】磁気スイッチングにおける先行技術によるデータアイランドと本発明によるデータアイランドとの比較を示す。
【図５Ｂ】磁気スイッチングにおける先行技術によるデータアイランドと本発明によるデータアイランドとの比較を示す。
【図６】Ｃｏ８０Ｐｔ１０Ｃｒ１０の記録層を有する異なるデータアイランドに対する記録層厚さに応じた異方性（Ｋｕ）のグラフであり、本発明によるデータアイランドに対する膜成長均一性の向上を示す。
【図７】熱アシスト記録（ＴＡＲ）システム用の空気軸受スライダ、および本発明によるデータアイランドを有するＴＡＲディスクの一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、パターン化媒体磁気記録ディスク２００を有するパターン化媒体磁気記録ディスク・ドライブ１００の平面図である。ドライブ１００は、磁気記録ディスク２００を回転させるドライブモータとアクチュエータ１３０とを支持するハウジングまたはベース１１２を有する。アクチュエータ１３０は、剛性アーム１３１を有しかつ矢印１３３で示すようにピボット１３２の周りで回転するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）回転アクチュエータであってもよい。ヘッドサスペンション組立体は、アクチュエータアーム１３１の端部に取り付けられた一端を有するサスペンション１３５と、サスペンション１３５の他端に取り付けられた空気軸受スライダ１２０などのヘッドキャリアとを含む。サスペンション１３５により、スライダ１２０をディスク２００の表面に非常に近接して維持することができ、ディスク２００が矢印２０の方向に回転する際にディスク２００によって生成される空気軸受上でスライダ１２０が「縦揺れ」および「横揺れ」することができる。磁気抵抗読取りヘッド（図示せず）および誘導書込みヘッド（図示せず）は通常、当業界で周知のように、スライダ１２０の終端上に一連の薄膜および構造としてパターン化された統合読み書きヘッドとして形成されている。スライダ１２０は通常、複合材料、例えばアルミナ／炭化チタン（Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ）の複合物で形成されている。１つのディスク面のみを、それに関連するスライダおよび読み書きヘッドと共に図１に示すが、通常、スピンドルモータによって回転するハブ上には複数のディスクが積み重ねられ、それらディスクは、各ディスクの各面に関連する別個のスライダおよび読み書きヘッドを有する。
【００１１】
パターン化媒体磁気記録ディスク２００は、ハードまたは剛性ディスク基板と基板上の磁化可能材料の離散的データアイランド３０とを含む。データアイランド３０は、半径方向に間隔を置いた円形トラック１１８に配置されており、ディスク２００の内径および外径に近い少数のアイランド３０および代表的なトラック１１８のみを図１に示す。アイランド３０は円形を有するものとして示してあるが、アイランドは、他の形状、例えば、全体的に長方形、卵形または楕円形を有してもよい。ディスク２００が矢印２０の方向に回転する際に、アクチュエータ１３０の動きにより、スライダ１２０の終端上の読み書きヘッドは、ディスク２００上の異なるデータトラック１１８にアクセスすることができる。
【００１２】
図２は、先行技術による１種類のパターンにおけるディスク基板の表面上のデータアイランド３０の詳細配置を示すディスク２００の拡大部分の平面図である。データアイランド３０は、磁化可能記録材料を含み、トラック１１８ａ〜１１８ｅで示すように、半径方向または横トラック方向に間隔を置いた円形トラックに配置されている。トラックは通常、固定トラック間隔ＴＳだけ等間隔で配置されている。トラックにおけるデータアイランド間の間隔は、トラック１１８ａにおけるデータアイランド３０ａと３０ｂとの間の距離ＩＳで示され、隣接するトラックは、トラック１１８ａおよび１１８ｂで示すように距離ＩＳ／２だけ互いにずれている。各アイランドは、ディスク２００の平面に平行な横寸法Ｗを有し、アイランドの形状が円形である場合、Ｗは直径である。アイランドは、他の形状、例えば、全体的に長方形、卵形または楕円形を有してもよく、その場合、寸法Ｗは、非円形アイランドの最小寸法、例えば長方形アイランドのより小さい側であるとみなされる。隣接するアイランドは、非磁性領域または空間で分離されており、その空間は横寸法Ｄを有する。Ｄの値は、Ｗの値よりも大きくてもよい。
【００１３】
図２に示すようなＢＰＭディスクは、磁化方向がアイランドにおける記録層に垂直であるまたは記録層の面外にある垂直磁気記録ディスクであってもよい。パターン化データアイランド３０の必要な磁気分離を行うために、アイランド３０間の領域または空間の磁気モーメントを破壊または実質的に減少して、これらの空間を本質的に非磁性にする必要がある。「非磁性」という用語は、誘電体などの非強磁性材料、または印加磁場が無い状態で実質的な残留モーメントがない材料、または読み書きに悪影響を及ぼさないようにアイランド３０の下にはるかに十分窪ませた溝内の磁性材料で、アイランド３０間の空間を形成することを意味する。非磁性空間は、磁性材料が無い状態、例えば、磁気記録層またはディスク基板内の溝または窪みであってもよい。
【００１４】
図３Ａは、ＢＰＭディスクを形成するリソグラフィパターン化およびエッチングの前の先行技術によるディスク２００を示す断面図である。ディスク２００は、通常スパッタリングによって代表的な層を堆積させる略平面２０２を有する基板２０１である。ディスク２００を、垂直な（即ち、基板面２０１に略垂直な）磁気異方性を有する記録層（ＲＬ）とそのＲＬの下のオプションの軟磁性下地層（ＳＵＬ）とを有する垂直磁気記録ディスクとして示す。オプションのＳＵＬは、ディスク・ドライブ書込みヘッドからの書込み磁場のための磁束戻り経路（ｆｌｕｘ  ｒｅｔｕｒｎ  ｐａｔｈ）としての機能を果たす。
【００１５】
ハードディスク基板２０１は、任意の市販のガラス基板であってもよいが、ＮｉＰ表面コーティングを有する従来のアルミニウム合金、または代替基板、例えばケイ素、カナサイト（ｃａｎａｓｉｔｅ）または炭化ケイ素であってもよい。ＳＵＬの成長用の接着層または開始層（ＯＬ）は、基板面２０２上に堆積された、約２〜１０ｎｍの厚さを有するＡｌＴｉ合金または同様な材料であってもよい。
【００１６】
ＳＵＬは、透磁材料、例えば、ＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＣｏＢ、ＣｏＣｕＦｅ、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＢ、およびＣｏＺｒＮｂの合金で形成することができる。ＳＵＬは、例えばＡｌまたはＣｏＣｒなどの導電膜の、非磁性膜によって分離された複数の軟磁性膜で形成された積層または多層ＳＵＬであってもよい。ＳＵＬは、例えばＲｕ、ＩｒまたはＣｒ、またはそれらの合金の、反強磁性結合を介在させる層間膜によって分離された複数の軟磁性膜で形成された積層または多層ＳＵＬであってもよい。ＳＵＬの厚さは、約５〜５０ｎｍの範囲にあることができる。
【００１７】
離散的磁気アイランド内のＲＬは、コバルト白金（ＣｏＰｔ）またはコバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）合金のようなコバルト（Ｃｏ）合金であってもよい。Ｃｏ合金の結晶性Ｃ軸をＲＬの平面に垂直であるように誘導する成長促進下地層（ＵＬ）上でＣｏ合金ＲＬを成長させるので、ＲＬは、強い垂直磁気結晶異方性を有する。ＵＬは、ＲｕまたはＲｕ合金層であってもよい。ＮｉＷまたはＮｉＷＣｒ合金層などのシード層（ＳＬ）をＳＵＬ上に堆積させて、Ｒｕ含有ＵＬの成長を促進することができる。オプションのＳＵＬが存在する場合、ＵＬおよびＳＬは、ＳＵＬおよびＲＬの透磁膜間の磁気交換結合を遮断する交換遮断層（ＥＢＬ）としての機能も果たす。
【００１８】
ＲＬ上には保護被膜（ＯＣ）が堆積されている。ＯＣは、水素添加および／または窒素添加されることもできる、ＤＬＣなどのスパッタリング蒸着アモルファス炭素であってもよい。ＯＣに使用できる他の材料には、炭化ケイ素および炭化ホウ素などの炭化物と、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、窒化チタンおよび窒化ホウ素などの窒化物と、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５およびＺｒＯ２−Ｙ２Ｏ３などの金属酸化物と、これらの材料の混合物とがある。
【００１９】
図３Ａのディスクは、例えばナノインプリンティング方法によってリソグラフィパターン化されている。ナノインプリンティングでは、マスタテンプレートを、例えば直接電子ビーム書込みによって製造して、所望のパターンのデータアイランドおよび非磁性領域を得る。インプリントレジスト（即ち、熱可塑性重合体）の薄膜を、ディスク上にスピンコートする。次に、所定のパターンを有するマスタテンプレートをインプリントレジスト膜と接触させて、テンプレートとディスクを一緒に押圧して熱を加える。インプリントレジスト重合体を、そのガラス転移温度を超えて加熱すると、テンプレート上のパターンはレジスト膜に押圧される。冷却後、マスタテンプレートをディスクから分離して、パターン化レジストをＲＬ上に残す。次いで、パターン化インプリントレジストをエッチマスクとして使用する。反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）またはイオンミリングを使用して、インプリントレジスト内のパターンを下部のディスクに転写し、データアイランドおよび非磁性領域を形成することができる。
【００２０】
図３Ｂは、リソグラフィパターン化およびエッチングの後のディスク２００の断面図である。エッチングの後、ＲＬ材料を有する隆起ランド３０と溝または窪み３２とを、基板面２０２の上に形成する。本質的にランド３０の高さでもある、窪み３２の典型的な深さは約４〜５０ｎｍの範囲にあり、窪みの典型的な幅は約４〜５０ｎｍの範囲にある。図３Ｂに示すように、窪み３２内にＲＬ材料がないようにＲＬ材料をすべて除去する深さまでエッチングを行うことが好ましい。エッチングでは、少量のＥＢＬ材料を除去してもよい。通常、窪み３２の下面の下にＥＢＬ材料の層がある。
【００２１】
図３Ｃは、窪み３２の中およびランド３０の上端の上の第２のオプションの保護被膜３４の堆積の後、および窪み３２への充填材料３６の堆積および化学機械研磨（ＣＭＰ）の後の図３Ｂのエッチングされたディスク２００の断面図である。オプションの第２の保護被膜３４は、ＲＬ上端の直上にあるＯＣに使用されるような材料のうち１つの材料で形成してもよい。充填材料３６は、ＳｉＯ２または高分子材料、またはＣｕのような非磁性金属であってもよい。ＣＭＰにより、実質的に平坦化されたディスク面が得られる。従来の液体潤滑剤（図示せず）の層を、例えばスピンコーティングによってディスク２００の表面上に堆積させることができる。
【００２２】
この発明のパターン化垂直媒体において、データアイランドは、基板上に平坦化層（ＰＬ）と、Ｃｏ合金ＲＬの下に極薄酸化膜とを有する。これにより、Ｃｏ合金ＲＬの成長の均一性が実質的に向上し、ＳＦＤが大幅に減少する。図４は、１つのデータアイランドを有するＳＵＬの一部分を示すディスクの一部分の断面図である。ＰＬは、ＮｉＴａ合金であることが好ましく、約５〜４０ｎｍの範囲の厚さを有する、ＮｉｘＴａ１００−ｘ（ここで、ｘは約５０〜７０原子百分率の範囲にある）であることが好ましい。Ｒｕ含有下地層（ＵＬ）のためのシード層（ＳＬ）をＰＬ上に堆積させる。ＳＬは、ＮｉＷ合金であることが好ましく、約２〜２０ｎｍの範囲の厚さを有する、ＮｉｘＷ１００−ｘ（ここで、ｘは約８０〜９５原子百分率の範囲にある）であることが好ましい。ＵＬをＳＬ上に堆積させる。ＵＬは、Ｒｕであることが好ましいが、約５〜３０ｎｍの範囲の厚さを有する、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２またはＴｉＯ２などの酸化物がドープされたＲｕまたはＲｕＣｒのようなＲｕ合金であってもよい。ＲＬは、Ｃｏ合金であり、約４〜１５ｎｍの範囲の厚さを有する、ＣｏＰｔＣｒ合金であることが好ましい。従来の連続磁気記録ディスク用の粒状Ｃｏ合金磁気層は通常、粒度を減少させるＳｉＯ２のような酸化物を含むけれども、この発明において、Ｃｏ合金ＲＬは、酸化物が無く、できるだけ大きい粒度を有することが好ましい。
【００２３】
この発明では、ＲＬの堆積の前に、極薄酸化膜をＲＬの下でＵＬ上に堆積させる。酸化膜は、Ｔａ２Ｏ５のようなＴａ酸化物であることが好ましいが、約０．１〜１．５ｎｍの範囲の厚さを有する、Ｔｉ酸化物またはＣｏ酸化物であってもよい。酸化膜は、１．５ｎｍ以下、好ましくは１．０ｎｍ以下の極薄である。この厚さの形態では、厚さを不連続膜の「平均」厚さと考えることができるので、Ｃｏ合金ＲＬを堆積させる表面は、ＵＬのＲｕまたはＲｕ合金材料と酸化膜のクラスタまたは領域との両方であってもよい。Ｔａ酸化膜を、Ｔａ２Ｏ５ターゲットからスパッタ蒸着によって堆積させてもよい。ターゲットが導通している場合、ＤＣスパッタリングを容易に使用することができる。一方、ターゲットが絶縁体または高抵抗ターゲットである場合、ＲＦスパッタリングが好ましい形態である。代わりに、適量の酸素を含有するスパッタガス混合物を用いてＴａの反応性スパッタリングによってＴａ２Ｏ５をその場で成長させることができる。
【００２４】
図５Ａおよび図５Ｂは、非パターン化全磁性膜に対する核生成磁場の改良を示す。図５Ａは、ガラス基板上に［ＮｉＴａ−５ｎｍ／ＮｉＷ−８ｎｍ／Ｒｕ−１０ｎｍ／Ｃｏ８０Ｐｔ１０Ｃｒ１０−１０ｎｍ］の構造を有する全膜核生成磁場を示すのに拡大した円形領域付きのカー角度ヒステリシスループを示す。図５Ｂの拡大領域では、ＲｕのＵＬとＣｏＰｔＣｒのＲＬとの間に０．３ｎｍのＴａ２Ｏ５膜を有する、図５Ａの場合と同じ構造に対して、はるかに鋭い核生成磁場を示す。図５Ｂにおけるより鋭い遷移は、膜反転を核にするのに必要なより狭い範囲の印加磁場を示す。換言すれば、通常反転を妨げることによってより広い範囲の印加磁場を必要とするこれらの膜の構造上の欠陥などのピンニング場所がより少ない。これは、極薄Ｔａ２Ｏ５膜をＲＬの下で使用する場合、ＣｏＰｔＣｒ合金の結晶化度の質の成長向上の結果である。図５Ｂに示す向上は、ＢＰＭで個々のデータアイランドとして形成される場合、ＲＬ合金に存在する欠陥／ピンニング場所がより少ないという理由でＲＬ層がより優れたスイッチング特性を有することを意味する。図５Ｂは、図５Ａよりも鋭い遷移を有する媒体を示す。
【００２５】
図６は、Ｃｏ８０Ｐｔ１０Ｃｒ１０のＲＬを有する異なる連続薄膜システムに対するＲＬ厚さに応じた磁気異方性（Ｋｕ）のグラフであり、本発明による膜成長均一性の向上を示す。曲線Ａは、［Ｔａ−２ｎｍ／ＮｉＷ−９ｎｍ／Ｒｕ−７ｎｍ／Ｃｏ８０Ｐｔ１０Ｃｒ１０−１０ｎｍ］の構造を有する薄膜の場合であり、約２〜１６ｎｍのＲＬ厚さの範囲にわたって約２０％のＫｕの変動を示す。曲線Ｂは、［ＮｉＴａ−５ｎｍ／ＮｉＷ−８ｎｍ／Ｒｕ−１０ｎｍ／Ｔａ２Ｏ５−０．３ｎｍ／Ｃｏ８０Ｐｔ１０Ｃｒ１０−１０ｎｍ］の構造を有する本発明による薄膜の場合であり、同じＲＬ厚さの範囲にわたってわずか約８％のＫｕの変動を示す。Ｔａ層とＮｉＴａ平坦化層（ＰＬ）との置換および酸化膜により、ＣｏＰｔＣｒ層の成長の均一性が大幅に向上する。曲線Ｃは、曲線Ｂの場合の構造と同一の本発明による薄膜の場合であるが、ＮｉＴａのＰＬの厚さを５ｎｍから３０ｎｍに増加している。Ｋｕの変動は、同じのＲＬ厚さの範囲にわたって約８％から約６％に減少している。従って、より厚いＮｉＴａのＰＬ（ＳＵＬを使用しない場合、２０ｎｍを超える厚さが好ましい）を用いて、膜成長均一性を向上させることができる。ＳＵＬが存在する場合、このＰＬの厚さを２〜１０ｎｍの範囲にまで大幅に減らすことができる。
【００２６】
スイッチング特性および膜成長均一性を向上させた結果、本発明によるデータアイランドを有するＢＰＭではＳＦＤが大幅に減少する。図６における曲線Ａの場合のような構造を有するアイランドを有するＢＰＭの場合、固有ＳＦＤが６３０Ｏｅで測定された。（図６における曲線Ｂの場合のような）本発明による構造を有するアイランドを有するＢＰＭの場合、固有ＳＦＤが４５０Ｏｅで測定された。固有ＳＦＤは、（非特許文献１）に記載される方法によって測定される。
【００２７】
誘導書込みヘッドがデータをアイランドに単独で書込む、従来の磁気記録用に、ＢＰＭを有する垂直磁気記録ディスクは主に提案されている。しかし、垂直ＢＰＭディスクは、熱アシスト記録（ＴＡＲ）とも呼ばれるヒートアシスト記録用にも提案されている。ＴＡＲシステムにおいて、近接場変換器（ＮＦＴ）を有する光導波路は、レーザーなどの放射源から熱を当てて、ディスク上の磁気記録層の局所領域を加熱する。放射は、局所的に磁性材料をそのキュリー温度の近くまたはキュリー温度を超えるまで加熱して、書込みが誘導書込みヘッドによって行われるのに十分な保磁力を低下させる。この発明の改良ＢＰＭは、ＴＡＲディスク・ドライブ用の垂直ＢＰＭディスクにも適用できる。
【００２８】
従って、図１は、読み書きヘッドを支持する空気軸受スライダ１２０および垂直ＢＰＭディスク２００を有する従来の磁気記録システムを示す。図７は、ＴＡＲシステム用の空気軸受スライダ１２０’およびＴＡＲディスク２００’の一部分の断面図（但し、非常に小さい特徴を示すのが難しいので正確な縮尺で描かれていない）を示す。空気軸受スライダ１２０’は、（ヨーク５４および書込みポール５２を有する）書込みヘッド５０と、読取りヘッド６０と、シールドＳ１およびＳ２とを支持する。ＴＡＲディスク２００’では、ヒートシンク層２１を、アイランド３０および非磁性領域３２の下に設置する。アイランド３０は、図４におけるアイランドのような、この発明によるアイランドであってもよい。ヒートシンク層２１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇや他の適当な材料または金属合金のような熱良導体である材料で形成されている。層１９は、熱がヒートシンク層２１にあまり急速に分散されないように熱流を制御するのに役立つ、ヒートシンク層２１とアイランド３０との間の熱レジスト層（例えば、ＭｇＯまたはＳｉＯ２の層）であってもよい。ＴＡＲディスク２００’は、オプションのＳＵＬを含んでもよい（存在する場合、ヒートシンク層２１の下に設置される）。ＳＵＬが存在しない場合、ＥＢＬの必要はない。スライダ１２０’は、ディスク２００’に面する空気軸受面（ＡＢＳ）を有する。また、スライダ１２０’は、レーザー７０と、ミラー７１と、光導波路またはチャネル７２と、ＡＢＳで出力を有するＮＦＴ７４とを支持する。
【００２９】
コイル５６によって書込み電流を向けると、書込みポール５２は、データアイランド３０のうち１つに向けられた矢印８０で示すように磁束をデータアイランド３０に向ける。矢印付き破線１７は、戻りポール５４に戻る磁束戻り経路を示す。ＴＡＲディスク２００’がスライダに対して方向２３に移動するときに、ＮＦＴ７４は、波形矢印８２で示すように近接場光をデータアイランド３０に向ける。ＮＦＴにおける電荷振動は、データアイランド３０を加熱すると同時に、データアイランドが書込みポール５２から書込み磁場に露出される。これにより、データアイランド内の磁気記録材料の温度が、そのキュリー温度の近くまたはキュリー温度を超えるまで上昇し、それにより材料の保磁力が低下し、書込み磁場によってデータアイランドの磁化を切り換えることができる。この発明によるデータアイランドをＴＡＲディスク・ドライブで使用すると、Ｃｏ合金の異方性磁場は、従来の書込みヘッドからの書込み磁場よりもかなり高い、約１５〜１００ｋＯｅとし得る。例えば、５０ｋＯｅの異方性磁場を有するＣｏ５０Ｐｔ５０のような高異方性Ｃｏ合金を使用することができる。Ｃｏ合金層の組成を変えて、キュリー温度を調整することができる。
【００３０】
好適な実施形態を参照して本発明を詳細に示して説明しているけれども、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく形態および詳細の種々の変更を行うことができることを当業者は理解するであろう。従って、開示された発明は、単なる例示と考えられ、添付の特許請求の範囲に指定の範囲だけに限定されるべきである。
【符号の説明】
【００３１】
１９  層、２１  ヒートシンク層、３０  データアイランド、３２  窪み、３４  保護被膜、３６  充填材料、５０  書込みヘッド、５２  書込みポール、５４  ヨーク、５６  コイル、６０  読取りヘッド、７０  レーザー、７１  ミラー、７２  光導波路、７４  ＮＦＴ、１００  パターン化媒体磁気記録ディスク・ドライブ、１１２  ハウジング、１１８  トラック、１２０，１２０’  スライダ、１３０  アクチュエータ、１３１  剛性アーム、１３２  ピボット、１３５  サスペンション、２００、２００’  ディスク、２０１  基板、２０２  平面。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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