專利名稱：用于薄膜磁記錄媒質(zhì)的粘合層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁薄膜媒質(zhì)，更特別地，涉及用于確保這樣的媒質(zhì)中的薄膜到襯底的粘合(adhesion)的方法和材料。
背景技術(shù)：
圖1中以方塊形式示出常見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)的頭和盤(pán)系統(tǒng)10。在運(yùn)行中磁換能器(magnetic transducer)20被懸臂(suspension)13支承著飛行在盤(pán)16之上。磁換能器20通常稱為“頭”或“滑塊(slider)”，由執(zhí)行寫(xiě)磁轉(zhuǎn)變(magnetictransition)(寫(xiě)頭23)和讀磁轉(zhuǎn)變(讀頭12)任務(wù)的元件構(gòu)成。去往和來(lái)自讀和寫(xiě)頭12、23的電信號(hào)沿附著到懸臂13或嵌入在其中的導(dǎo)電路徑(引線)14傳播。磁換能器20位于距盤(pán)16的中心變化的徑向距離處的點(diǎn)之上從而讀和寫(xiě)圓形磁道(未示出)。盤(pán)16連接到心軸(spindle)18，其通過(guò)心軸馬達(dá)24被驅(qū)動(dòng)從而旋轉(zhuǎn)盤(pán)16。盤(pán)16包括襯底26，多個(gè)薄膜21沉積在襯底26上。薄膜21包括鐵磁材料，寫(xiě)頭23記錄磁轉(zhuǎn)變于其中，信息被編碼在磁轉(zhuǎn)變中。
用于垂直磁記錄的磁媒質(zhì)包括軟磁襯層(underlayer)，其較厚(＞100nm)。膜中厚度和殘余應(yīng)力的結(jié)合產(chǎn)生膜層離(delamination)的驅(qū)動(dòng)力。合適的粘合層在襯底上的沉積能減少層離。
Kim等人2004年7月29日的已公開(kāi)美國(guó)專利申請(qǐng)20040146686中描述了一種粘合層，其形成在盤(pán)襯底與軟磁層之間?！昂琓i”材料被教導(dǎo)用作粘合層，具有1-50nm范圍的厚度，但是粘合層的唯一示例為100％的Ti。
在Tanahashi等人2004年1月15日的已公開(kāi)美國(guó)專利申請(qǐng)0040009375中，“預(yù)涂層(pre-coat layer)”沉積到襯底上，其據(jù)稱由于良好的粘合性而被選擇，被描述為37.5at.％(原子百分比)的鎳、10at.％的鉭、剩余為Zr。
在Matsunuma、Satoshi等人2002年9月5日的已公開(kāi)美國(guó)專利申請(qǐng)20020122959中，粘合層例如5nm的Ti可在形成軟磁層之前形成在磁記錄媒質(zhì)的襯底上。
在Tanahashi、Kiwamu等人2002年9月5日的已公開(kāi)美國(guó)專利申請(qǐng)20020122958中，一種材料被用作用于襯底的預(yù)涂層，其顯示出與襯底的粘合性，具有平坦的表面且退火時(shí)很少與軟磁襯層反應(yīng)。非晶和納米晶體材料例如NiZr合金、NiTa合金、NiNb合金、NiTaZr合金、NiNbZr合金、CoCrZr合金和NiCrZr合金可被使用。
在Wong等人2002年8月6日的美國(guó)專利6,428,906中，描述了一種襯層，其可以是六角密堆積(hcp)的Ti或TiCr，其被沉積從而促進(jìn)hcp Co合金垂直于膜平面的生長(zhǎng)。對(duì)于垂直記錄，軟磁層例如NiFe被增加從而為寫(xiě)過(guò)程提供鏡像效應(yīng)(image effect)。在該發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，沉積在NiFe軟磁襯層上的襯層是優(yōu)選具有L10晶格結(jié)構(gòu)的鈦鋁(TiAl)。在此例中TiAl沒(méi)有用作粘合層。
Kiuchi等人1996年12月31日的美國(guó)專利5,589,262描述了形成在襯底與襯層之間的粘合層，其由鈦(Ti)或鉻(Cr)制成。
Zheng、Min等人2003年5月15日的已公開(kāi)美國(guó)專利申請(qǐng)20030091798使用沉積在軟磁層與襯底之間的中間鉭層來(lái)改善軟磁層到襯底的粘合。
在Howard等人1986年12月30日的4,632,883中，硅襯底與NiFe層之間的β-Ta層用作粘合層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用非晶鋁合金的粘合層。非晶粘合層的第一鋁鈦實(shí)施例優(yōu)選含有約等量的鋁和鈦(+/-5at.％)。非晶粘合層的第二實(shí)施例優(yōu)選含有約相等量的鋁和鈦(+/-5at.％)以及上達(dá)10at.％的Zr，5at.％的Zr是優(yōu)選的。非晶粘合層的第三實(shí)施例是鋁鉭，優(yōu)選包括從15至25at.％的鉭，20at.％是優(yōu)選的。最優(yōu)選的成分是Al50Ti50、Al47.5Ti47.5Zr5、或者Al80Ta20。該粘合層沉積在所述襯底上。所述襯底可以是玻璃或者金屬，例如鍍NiP的AlMg。根據(jù)本發(fā)明的媒質(zhì)的優(yōu)選實(shí)施例用于垂直記錄且包括沉積在所述粘合層之上的軟磁襯層。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的符號(hào)表示，示出盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中頭與相關(guān)部件之間的關(guān)系；圖2是包括根據(jù)本發(fā)明的粘合層的磁薄膜盤(pán)的層結(jié)構(gòu)的示圖；
圖3是將根據(jù)本發(fā)明的粘合層與NiAl粘合層比較的層離測(cè)試的圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，用于垂直記錄的盤(pán)16包括玻璃或已經(jīng)被高度拋光的具有NiP無(wú)電涂層(electroless coating)的AlMg的襯底26，或者其它合適材料例如玻璃陶瓷襯底。根據(jù)本發(fā)明的粘合層31直接沉積在襯底上。任何薄膜沉積技術(shù)可被使用，濺射是優(yōu)選的。用于粘合層的優(yōu)選厚度為3-10nm。
用于垂直記錄的磁媒質(zhì)包括較厚(＞100nm)的軟磁襯層(SUL)堆疊32。通常用于SUL堆疊32的材料包括高飽和磁化(Ms)的非晶鈷合金例如CoTaZr、CoZrNb或CoFeB。SUL堆疊32可含有可能具有不同成分的多個(gè)鈷合金層。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括兩個(gè)CoTaZr層，其被0.6nm厚的Ru層分隔開(kāi)從而形成反鐵磁耦合SUL堆疊。膜中厚度和殘余應(yīng)力的結(jié)合產(chǎn)生膜層離的驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)本發(fā)明的粘合層31的沉積能減少層離。非晶Al合金粘合層直接在非晶Co合金層之一下面的使用有助于維持SUL中期望的非晶結(jié)構(gòu)。對(duì)于某些實(shí)施例，在粘合層與SUL堆疊之間具有額外的層也可以是有利的。這些層將用來(lái)進(jìn)一步控制SUL堆疊的結(jié)構(gòu)和/或磁各向異性方向。盤(pán)還包括各種其它層，例如保護(hù)性外涂層35，其用來(lái)改善耐用性和耐腐蝕性。多個(gè)襯層33和多層磁膜34可以與根據(jù)本發(fā)明的粘合層一起使用。
用于粘合層31的材料是鋁合金。鋁鈦實(shí)施例優(yōu)選包括約相等量的鋁和鈦(+/-5at.％)。鋁鈦鋯實(shí)施例優(yōu)選包括約相等量的鋁和鈦(+/-5at.％)以及上達(dá)10at.％的Zr，5at.％的Zr是優(yōu)選的。鋁鉭實(shí)施例優(yōu)選包括從15至25at.％的鉭，20at.％是優(yōu)選的。
圖3是將NiAl粘合層與根據(jù)本發(fā)明的三種粘合層比較的結(jié)果的柱狀圖表示。進(jìn)行通常的刮擦測(cè)試(scratch test)。對(duì)于此測(cè)試較大的層離尺寸反相關(guān)于薄膜的粘合強(qiáng)度；因此，越小的層離尺寸越好。根據(jù)本發(fā)明的粘合層是非晶的，但是NiAl層是具有B2結(jié)構(gòu)的晶體。NiAl用于比較是因?yàn)樗驯挥迷诳v向媒質(zhì)中玻璃襯底上且公知為在不具有厚SUL的媒質(zhì)中具有可接受的粘合性。三組柱條對(duì)應(yīng)于260nm、130nm和64nm的SUL堆疊厚度。對(duì)于260nm的SUL堆疊厚度，NiAl粘合層導(dǎo)致240微米的層離尺寸，而AlTi粘合層導(dǎo)致30微米的層離尺寸。AlTa粘合層導(dǎo)致20微米的層離尺寸。AlTiZr粘合層導(dǎo)致50微米的層離尺寸。根據(jù)本發(fā)明的三種粘合層每種都產(chǎn)生超越NiAl層的顯著改善。對(duì)于130nm的SUL堆疊厚度發(fā)現(xiàn)類似的改善，但是對(duì)于僅64nm的SUL堆疊厚度，全部四種材料的層離尺寸都小且在可接受的范圍，因?yàn)橛糜趯与x的驅(qū)動(dòng)力顯著減小。
上述薄膜結(jié)構(gòu)可利用常見(jiàn)薄膜沉積技術(shù)形成。膜被順序沉積，每層膜沉積在前面的膜上。，給出上面給定的原子百分比成分而沒(méi)有考慮如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的在濺射的薄膜中總是存在的少量的污染。已經(jīng)相關(guān)于特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是根據(jù)本發(fā)明的粘合層的其它使用和應(yīng)用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種用于垂直記錄的薄膜磁記錄媒質(zhì)，包括襯底；所述襯底上的非晶鋁合金的粘合層；以及所述粘合層之上的軟磁襯層。
2.如權(quán)利要求1的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金還包括鉭。
3.如權(quán)利要求2的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括從15at.％至25at.％的鉭，其余為鋁。
4.如權(quán)利要求3的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述粘合層為3至10nm厚。
5.如權(quán)利要求1的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金還包括鈦。
6.如權(quán)利要求5的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括從45at.％至55at.％的鈦，其余為鋁。
7.如權(quán)利要求6的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述粘合層為3至10nm厚。
8.如權(quán)利要求5的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括鈦和鋯。
9.如權(quán)利要求8的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括從1at.％至10at.％的鋯。
10.如權(quán)利要求9的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述粘合層為3至10nm厚。
11.如權(quán)利要求8的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括約相等量的鋁和鈦。
12.如權(quán)利要求11的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述粘合層為3至10nm厚。
13.如權(quán)利要求11的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括從1at.％至10at.％的鋯。
14.如權(quán)利要求13的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述粘合層為3至10nm厚。
15.如權(quán)利要求8的薄膜磁記錄媒質(zhì)，其中所述非晶鋁合金包括約相等量的鋁和鈦及約5at.％的鋯。
16.一種盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括頭，其用于讀和寫(xiě)薄膜磁記錄媒質(zhì)上的磁信息；以及盤(pán)，其具有用于垂直記錄的薄膜磁記錄媒質(zhì)，包括襯底；所述襯底上的非晶鋁合金的粘合層；以及所述粘合層之上的軟磁襯層。
17.如權(quán)利要求16的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非晶鋁合金包括從15at.％至25at.％的鉭，其余為鋁。
18.如權(quán)利要求16的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非晶鋁合金包括從45at.％至55at.％的鈦，其余為鋁。
19.如權(quán)利要求16的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非晶鋁合金包括鈦和從1at.％至10at.％的鋯。
20.如權(quán)利要求19的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述非晶鋁合金包括約相等量的鋁和鈦。
全文摘要
本發(fā)明使用非晶鋁合金的粘合層。非晶粘合層的第一鋁鈦實(shí)施例優(yōu)選含有約相等量的鋁和鈦(+/－5at.％)。非晶粘合層的第二實(shí)施例優(yōu)選含有約相等量的鋁和鈦(+/－5at.％)以及上達(dá)10at.％的Zr，5at.％的Zr是優(yōu)選的。第三實(shí)施例是鋁鉭，優(yōu)選包括從15至25at.％的鉭，20at.％是優(yōu)選的。最優(yōu)選的成分是Al
文檔編號(hào)G11B5/64GK1855235SQ20061007772
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者鄧?guó)? 池田圭宏, 瑪麗·F·米納迪, 高野賢太郎, 唐凱 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司