説明

ビットパターン媒体用磁性層形成

【課題】傾斜異方性を利用して熱安定性を損なうことなく書込み効率を改善する磁気ビットパターン記録媒体用磁気記録層を得る。
【解決手段】磁気記録媒体の垂直磁気記録層は複数のビットパターン磁気アイランドを含み、その各々が軟磁性下層を覆っている。各磁気アイランドが第2の磁気サブレイヤに隣接する第1の磁気サブレイヤを含み、それは第2のサブレイヤよりも大きい比較的高い磁気異方性を有する。磁気記録層はさらに第3のサブレイヤを含み、それは複数のアイランドの各々と接続するように延びている。第3のサブレイヤは各磁気アイランドの第2のサブレイヤよりも小さい磁気異方性を有し、かつ/または記録媒体の第1のサブレイヤおよび軟磁性下層間を延びる中間層として働くことができ、第1の磁気サブレイヤのより大きな異方性を作り出すのを助ける構造を有する。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
近年、各磁気ビットのサイズを縮小することにより磁気ビットパターン記録媒体の記憶容量が著しく増大し、その密度が増大してきている。より小さい磁気アイランドがより少ない磁気粒子により構成され、それ故、オリエンテーションがランダムな熱または衝撃誘起変化を受けやすくなることがある。ダウンサイズされた各磁気ビットすなわちアイランドの安定性を改善する1つの方法は、比較的高異方性の磁性材料を利用することである。それでも、より高い異方性により各ビットに情報を書き込む、すなわち、記憶させるのに必要なエネルギが増大してしまうことがある。研究者は安定性と書込み効率をバランスさせる手段として傾斜異方性媒体を調べている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
本開示は磁気ビットパターン記録媒体用磁気記録層の代替設計に関し、傾斜異方性を利用して熱安定性を損なうことなく書込み効率を改善することに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【0003】
磁気記録媒体の磁気記録層は複数のビットパターン磁気アイランドを含み、その各々が軟磁性下層を覆っている。各磁気アイランドが第2の磁気サブレイヤに隣接する第1の磁気サブレイヤを含み、磁気記録層は、さらに、連続的な第3のサブレイヤを含み、それは複数のアイランドの各々間に延びてそれらを接続する。いくつかの実施例では、磁気記録層の連続的な第3のサブレイヤは磁性であり磁気記録層の各磁気アイランドの第2のサブレイヤの磁気異方性よりも小さい磁気異方性を有し、各磁気アイランドの第1のサブレイヤは第2のサブレイヤよりも大きい磁気異方性を有する。いくつかの代替実施例では、第1の磁気サブレイヤは磁気記録層の連続的な第3のサブレイヤを覆い、第3のサブレイヤは記録媒体の軟磁性下層を覆って第1の磁気サブレイヤのより大きな異方性を作り出すのを助ける構造を有する中間層を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】本発明のいくつかの実施例に従った磁気記録媒体を内蔵するデータ記憶システムの平面図である。
【図2】いくつかの実施例に従った、図1に示すシステムの一部を通る略断面である。
【図3】いくつかの代替実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【図4】いくつかの追加実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【図5】さらなる実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
図面は本開示の特定実施例を例示するものであり、発明の範囲を限定するものではない。図面は(記載無き限り)縮尺どおりではなく、下記の詳細な説明と共に使用するものである。以下に、本開示の実施例を添付図と共に記述し、同じ番号は同じエレメントを示す。以下の詳細な説明は典型的なものであり、本発明の範囲、応用性、または構成をどのようにも限定するものではない。それよりも、以下の説明は典型的な実施例を実現するための実際的な具体例を提供するものである。
【0006】
図1はデータ記憶システム10の平面図であり、それは本開示のいくつかの実施例に従った磁気記録媒体100を内蔵している。図1は当業者ならば既知の、たとえば、磁気リード/ライト・ヘッド120をさらに含むシステム10を例示しており、システム10は図2に示すような記録処理を行うために磁界Hを発生する誘導書込み要素12を含む。
【0007】
図2は、いくつかの実施例に従った、システム10の一部の略断面である。図2は媒体100の記録層を覆う媒体100の非磁性保護層26(たとえば、炭素、Ru、Cr)を例示しており、記録層は媒体100の軟磁性下層24を覆う複数のビットパターン磁気アイランド110、すなわち、ビットを含み、各磁気アイランド110が第1の磁性サブレイヤ201および第2の磁性サブレイヤ202を含み、記録層はさらに連続的な第3の磁性サブレイヤ203を含み、サブレイヤ203は各アイランド110を接続するように延びている。図2は、さらに、軟磁性下層24および非磁性基板20(たとえば、ガラス)間を延びるオプショナルな結合(cohesive)層22(たとえば、Ta、Cr、CrTa、Ti)を含んでいる。
【0008】
いくつかの実施例では、第1の磁性サブレイヤ201は第2の磁性サブレイヤ202よりも大きな磁気異方性を有し、第3のサブレイヤ203は第1の磁性サブレイヤ201および軟磁性下層24間に中間層を形成し、中間層は第1のサブレイヤ201のより大きな磁気異方性を作り出すのを助ける構造を有する。中間層としての連続的なサブレイヤ203の厚さはおよそ0.3nmとおよそ30nmの間とすることができる。第1の磁性サブレイヤ201が六方最密充填(hcp)CoPt、希土類Co5、または多層Co/(Pt,Pd)面心立方(fcc)により構成される場合、中間層としての第3のサブレイヤ203は、fccNi合金、hcpCo合金、hcpTi合金、hcpRu合金、fccCu、fccAg、fccPt、fccAu、およびfccPdの少なくとも1つとすることができる。fccNi合金が第3のサブレイヤ203を形成する実施例は、好ましくは、Cr(25at.%まで)、Mo(12at.%まで)、W(12at.%まで)、Ir(100at.%まで)、Ru(30at.%まで)、Re(15at.%まで)、Fe(60at.%まで)、およびCo(100at.%まで)の少なくとも1つとNiとにより構成される。hcpCo合金が第3のサブレイヤ203を形成する実施例は、好ましくは、Pt、Pd、Ru、Re、Cr、Ta、NiおよびIrの少なくとも1つとCoとにより構成される。hcpTi合金が第3のサブレイヤ203を形成する実施例は、好ましくは、Co、Ru、Re、IrおよびCrの少なくとも1つとTiとにより構成される。hcpRu合金が第3のサブレイヤ203を形成する実施例は、好ましくは、Cr(50at.%まで)、Re(100at.%まで)およびIr(100at.%まで)の少なくとも1つとRuとにより構成される。第1の磁性サブレイヤ201がL1(Co,Fe)(Pt,Pd)系であれば、中間層としての、第3のサブレイヤ203はMgO、CoO、FeO、NiO、RuAlおよびCrRuの少なくとも1つとすることができる。軟磁性下層24は非晶質または結晶質とすることができ、単一層、反強磁性結合磁性サブレイヤ、または強磁性サブレイヤと組み合わせた反強磁性サブレイヤとすることができる。
【0009】
いくつかの実施例では、連続的な第3のサブレイヤ203は、磁性であり、媒体100の全ての磁気アイランド110を接続し、各アイランド110の第2のサブレイヤ202よりも小さい磁気異方性を有し、反磁場を低減し、図3に示すアイランド210についても同様である。図3は、いくつかの代替実施例に従った、磁気記録媒体200の略断面である。図3は磁気アイランド210を含む媒体200の記録層を例示しており、各第2のサブレイヤ202よりも大きい磁気異方性を有する各第1のサブレイヤ201は、連続的な第3のサブレイヤ203を覆う対応する第2のサブレイヤ202を覆っている。詳細な説明の全体を通して、各実施例に対して、第1の磁気サブレイヤ201は第2の磁気サブレイヤ202よりも高い磁気異方性を有することを考慮すべきである。
【0010】
図4は、いくつかの追加実施例に従った、磁気記録媒体400の略断面である。図4は各第1の磁気サブレイヤ201が中間層204を覆うように構成された媒体400の記録層の各磁気アイランド410を例示しており、中間層204は第3のサブレイヤ203の任意の中間層の実施例と同様に形成することができ、それは図2に関して記述されている。図4は、さらに、連続的な第3のサブレイヤ203を例示しており、それは以前の段落で記述された磁性の実施例であり、各第2の磁気サブレイヤ202を覆い、それによって各アイランド410を接続して反磁場を低減する。代替実施例では、第2のサブレイヤ202が中間層204と接するように、サブレイヤ201および202の配置を入れ替えることができる。さらに、図4を参照して、たとえば、保護層26を形成するのと同様な非磁性材料26′がアイランド410間に介在することに注目しなければならない。
【0011】
図5は、さらなる実施例に従った、磁気記録媒体500の略断面である。図4と同様に、図5は各第1の磁気サブレイヤ201が中間層204を覆うように構成された媒体500の記録層の各磁気アイランド510を例示している。図5は、さらに、連続的な第3のサブレイヤ203を例示しており、サブレイヤ203は、各第2の磁気サブレイヤ202を覆いかつ各アイランド510に沿って延びてその間の位置で中間層204と接する。代替実施例では、第2のサブレイヤ202が中間層204と接するように、サブレイヤ201および202の配置を入れ替えることができる。
【0012】
図1−5に関して前記した任意の構成のいくつかの好ましい実施例では、第1のサブレイヤ201より大きい磁気異方性は一定であり、第2のサブレイヤ202より低い磁気異方性は、第1のサブレイヤ201と接する側の最大値からその反対側の最小値まで、またはその逆の場合もあるが、その厚さにわたって変動する。サブレイヤ202の厚さ変動異方性の最大磁気異方性は、常に第1のサブレイヤ201の磁気異方性よりも小さい。図1−5に関して前記した任意の構成のさらなる実施例では、サブレイヤ201、202の磁気異方性はその厚さにわたって一定であり、第1のサブレイヤ201の飽和磁化は第2のサブレイヤ202よりも小さい。
【0013】
前記した詳細な説明において、開示の実施例が記述された。これらの実施例および他の実施例は添付された特許請求の範囲内に入る。
【符号の説明】
【0014】
10 データ記憶システム
12 誘起書込み要素
20 非磁性基板
22 結合層
24 軟磁性下層
26 非磁性保護層
100、200 磁気記録媒体
110、210、410、510 ビットパターン磁気アイランド
120 磁気リード/ライト・ヘッド
201 第1の磁性サブレイヤ
202 第2の磁性サブレイヤ
203 第3の磁性サブレイヤ
204 中間層
400、500 媒体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各アイランドが第2の磁性サブレイヤに隣接する第1の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記複数のアイランドの各々を接続するように延びている連続的な第3の磁性サブレイヤを含む前記磁気記録層と、
を含む磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤが、前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの前記磁気異方性は前記磁気記録層の前記連続的な第3の磁性サブレイヤの磁気異方性よりも大きい
磁気記録媒体。
【請求項2】
請求項1記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤは前記各磁気アイランドの対応する第2のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項3】
請求項2記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記連続的な第3のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤおよび前記軟磁性下層間を延びている磁気記録媒体。
【請求項4】
請求項2記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記連続的な第3のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項5】
請求項1記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する磁気記録媒体。
【請求項6】
請求項1記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第2のサブレイヤの厚さで変動する磁気記録媒体。
【請求項7】
請求項6記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項8】
請求項6記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記厚さが変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの前記対応する第1のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。
【請求項9】
請求項1記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤは前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項10】
請求項9記載の前記媒体であって、
前記磁気記録層の前記連続的な第3のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤを覆い、前記記録層はさらに前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤおよび前記軟磁性下層間を延びる連続的な中間層を含む磁気記録媒体。
【請求項11】
請求項10記載の媒体であって、前記連続的な中間層はおよそ0.3nmおよび30nm間の厚さを有する磁気記録媒体。
【請求項12】
請求項10記載の媒体であって、前記連続的な中間層は面心立方構造のNi合金、六方最密充填構造のCo合金、六方最密充填構造のTi合金、六方最密充填構造のRu合金、面心立方構造のCu、面心立方構造のAg、面心立方構造のPt、面心立方構造のAuおよび面心立方構造のPdの少なくとも1つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項13】
請求項10記載の媒体であって、前記連続的な中間層はMgO、CoO、FeO、NiO、RuAlおよびCrRuの少なくとも1つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項14】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各々が第2の磁性サブレイヤに隣接する第1の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記複数のアイランドの各々を接続するようにその間に延びている連続的な第3のサブレイヤを含む磁気記録層と、
を含む磁気記録媒体であって、
前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤが前記各磁気アイランドの前記対応する第1のサブレイヤを覆い、前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤが前記記録層の前記連続的な第3のサブレイヤを覆いかつ前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記連続的な第3の磁性サブレイヤは前記軟磁性下層を覆って第1の磁性サブレイヤのより大きな磁気異方性を作り出すのを助ける構造を有する中間層を形成する
磁気記録媒体。
【請求項15】
請求項14記載の媒体であって、前記連続的な第3の層はおよそ0.3nmおよび30nm間の厚さを有する磁気記録媒体。
【請求項16】
請求項14記載の媒体であって、前記連続的な第3のサブレイヤは面心立方構造のNi合金、六方最密充填構造のCo合金、六方最密充填構造のTi合金、六方最密充填構造のRu合金、面心立方構造のCu、面心立方構造のAg、面心立方構造のPt、面心立方構造のAuおよび面心立方構造のPdの少なくとも1つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項17】
請求項14記載の媒体であって、前記連続的な第3のサブレイヤはMgO、CoO、FeO、NiO、RuAlおよびCrRuの少なくとも1つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項18】
請求項14記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する磁気記録媒体。
【請求項19】
請求項14記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第2のサブレイヤの厚さで変動する磁気記録媒体。
【請求項20】
請求項19記載の前記媒体であって、前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項21】
請求項19記載の前記媒体であって、前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。
【請求項22】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各々が第2の磁性サブレイヤにより覆われた第1の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記磁気アイランドの各々の前記第1のサブレイヤ間に延びている連続的な中間層と、前記複数のアイランドの各々を接続するように延びかつ各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤを覆う連続的な第3のサブレイヤとを含む磁気記録層と、
を備えた磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第1のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第2のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第2のサブレイヤの厚さで変動し、常に前記磁気記録層の前記連続的な第3のサブレイヤの磁気異方性よりも大きい
磁気記録媒体。
【請求項23】
請求項22記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項24】
請求項22記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第2のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第1のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。

【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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【公開番号】特開2010−157314(P2010−157314A)
【公開日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−297374(P2009−297374)
【出願日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【出願人】(500373758)シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Fターム(参考)】