[發明專利]具有已調晶粒尺寸的薄膜

有效

• 申請號: 201310313416.4
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103531209B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: V·R·印圖瑞;田偉;H·殷;M·C·考茨基;M·T·凱夫;M·朱;E·L·C·埃斯特瑞恩
• 申請（專利權）人: 希捷科技有限公司
• 主分類號: G11B5/39
• 分類號: G11B5/39
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 何焜

本申請公開具有已調晶粒尺寸的薄膜。一種設備及相關的方法提供磁性寫入元件，其可具有在低溫襯底溫度下被調整到預定的第一晶粒尺寸的至少一個寫入磁極。可以形成具有在低溫襯底溫度下調整的預定的第二晶粒尺寸的磁性屏蔽。

發明內容

本公開的多個實施例一般涉及能夠進行增強的數據記錄的磁性元件。

根據多個實施例，磁性寫入元件可具有在低溫襯底溫度下被調整到預定的第一晶粒尺寸的至少一個寫入磁極。可形成具有在低溫襯底溫度下被調整的預定的第二晶粒尺寸的磁性屏蔽。

附圖說明

圖1是數據存儲設備的一示例部分的框圖表示。

圖2大體闡釋了可用于圖1中顯示的數據存儲設備的該部分中的一示例磁性元件的橫截面圖。

圖3展示一示例磁性寫入元件的一示例框圖表示。

圖4顯示一示例磁性元件的一部分的剖面結構。

圖5繪制總體上相關于依據多個實施例所構建并操作的磁性元件的性能數據。

圖6圖解依據于多個實施例所構建并操作的一磁性元件的多種操作特性。

圖7提供依據本發明的多個實施例所進行的一磁性元件制造例程的流程圖。

具體實施方式

隨著行業向具有更高數據容量、傳輸速率以及可靠性的數據存儲設備前進，產品設計聚焦于減少數據位的尺寸同時增大來自數據存儲介質的數據存取速率。與精確定時窗口結合的這些小操作環境可額外強調多種數據讀取和寫入元件的磁性質。例如，當數據位編程之后存在剩余的磁通量時，可能出現寫后擦除(EAW)情形，因為未上電磁寫入器發射誤擦除數據位的磁通。

簡化的操作環境可進一步對應于對數據感測元件的多個磁性層使用高溫退火，其可在下層屏蔽層中產生異常晶粒生長并且惡化磁性屏蔽材料的軟磁性質。因此，對于具有受控的EAW的數據寫入元件以及相對于退火具有增強的熱穩定性的磁性屏蔽層存在不斷增長的行業需求。

因此，磁性寫入元件可配置有在低溫襯底溫度下被調整到預定的第一晶粒尺寸的至少一個寫入磁極。通過控制襯底溫度調整寫入磁極的晶粒尺寸的能力可允許構造展示與簡化形狀因子數據存儲設備相稱的性能的寫入元件，例如大約8奧斯特的低易磁化軸矯頑力，小于1奧斯特的難磁化軸矯頑力，以及大約23奧斯特的單軸各向異性。此外，通過使寫入磁極配置有預定的晶粒尺寸，EAW可通過寫入磁極尖端處的更快的磁化松弛而改善。

根據多個實施例的磁性元件的構造可改進寫入磁極材料的磁性質以減少EAW同時增加屏蔽材料的熱穩定性。在冷卻至低溫(例如50K)的襯底上沉積薄膜允許適應濺射工藝，在其中沉積原子的移動性顯著降低。這種適應可抑制表面及體擴散并防止小晶粒聚結以形成較大的晶粒。與高濺射速率相結合，通過在沉積原子可遷移并幫助晶粒生長之前掩埋沉積原子可進一步抑制沉積原子的表面擴散。結果，可被表征為毫微晶體晶粒的小晶粒可有助于減少層之間的表面/干擾粗糙度并改進磁性薄膜的軟磁性質。小晶粒及快速沉積也可引入更多的晶粒邊界及不完整性，這些可以阻止晶粒生長并改進高溫退火過程中的薄膜的熱穩定性。

盡管EAW情況可能發生于多種數據存儲環境中，圖1一般地闡釋數據存儲設備中的示例數據轉換部分100。在可有利地實踐本發明的多個實施例的環境中示出轉換部分100。但是，可理解的是，本公開的多個實施例不由這種環境所限制，并且可實現為減少多種誤磁通量產生狀況。

轉換部分100具有致動部件102，其將轉換頭104置于存在于磁性存儲介質108上的編程數據位106之上。存儲介質108附連于主軸馬達110，主軸馬達110在使用期間旋轉以產生空氣軸承表面(ABS)112，致動部件102的滑塊音分114在空氣軸承表面(ABS)112上飛行以將頭萬向接頭部件(HGA)116(其包括轉換頭104)置于介質108的所期望部分之上。