[发明专利]膜堆叠和垂直磁记录盘

说明书

技术领域

本发明总地涉及膜堆叠中的籽结构(seed structure)，该籽结构用于从下层的非晶或晶体结构重设上层的晶体结构，更具体而言，涉及使用籽结构的垂直磁记录(PMR)盘，该籽结构用于磁去耦两个磁层。

背景技术

在现有薄膜技术中，通常希望制造在更复杂的膜堆叠中具有期望功能的高质量薄膜。当从可以是非晶或晶体的衬底的平坦表面开始时，通常难以使堆叠中的特定膜内的具有相同晶粒取向的晶粒沿表面法向取向。例如，在一类PMR盘中，需要位于软磁衬层(SUL)和磁记录层(RL)之间的交换中断层(EBL)。EBL应尽可能薄以改善对RL的写入，且EBL必须设置RL的晶体取向，同时还用于磁去耦SUL和RL时。在使用“层叠”RL的另一类PMR盘中，需要非磁间隔层(SL)来磁去耦两个RL并使两个RL中的磁微结构去相关，从而获得来自两个RL的信号的独立平均化，由此提高读回信号对噪声的比(SNR)。

已经提出了具有“位图案化介质(BPM)”的PMR盘来增加数据密度。在BPM盘中，盘上的RL的可磁化材料被构图成小的隔离数据岛，使得在每个岛或“位”中存在单个磁畴。该单个磁畴可以是单个晶粒或者由若干强耦合的晶粒(这些晶粒作为单个磁体积一致地转换磁状态)构成。与BPM相关的问题是各个磁岛之间较宽的矫顽场变化。该变化的特征在于翻转场的较宽分布，翻转场即将磁岛的磁化从一个状态转换到另一状态所需的写场。理想地，翻转场分布(SFD)宽度将为零，意味着所有的位将以相同的写场强度翻转。为了获得窄的SFD宽度，要求各个岛中的RL中的良好定义的晶体结构。

所需的是一种籽结构，当位于两个磁层之间时，该籽结构从下层的非晶或晶体结构重设上层的晶体结构，磁去耦所述层，使两个层的磁微结构去相关，并提供模板以用于上磁层的良好定义的晶体的生长。

发明内容

本发明涉及位于非晶或晶体下层与具有良好定义的晶体结构的上层之间的硅/金(Si/Au)双层籽结构。该籽结构包括在下层的基本平坦表面上的Si层和该Si层上的Au层。Si/Au界面重设下层的结构并开始Au层的生长，该Au层具有(111)面在层平面中取向的面心立方(fcc)晶体结构。生长在Au层上的上层具有fcc或六角密堆积(hcp)晶体结构。如果上层是fcc材料，则其[111]方向基本垂直于Au层的(111)面取向；如果上层是hcp材料，则其c轴基本垂直于Au层的(111)面取向。结果，膜堆叠在下层和上层中具有横向(laterally)独立的微结构，因此在下层和上层中产生横向不相关的磁特性。

籽结构可以是PMR盘中的EBL或者是层叠PMR盘中的SL。EBL籽结构可以制作得比常规EBL薄得多，同时仍磁去耦SUL和RL并提供用于fcc或hcp RL生长的模板。SL籽结构磁去耦两个RL并使两个RL中的磁微结构去相关。在BPM中，EBL或SL籽结构提供RL的窄SFD宽度。

为了更全面地理解本发明的本质和优点，应该参考下面结合附图的详细说明。

附图说明

图1是膜堆叠的横截面示意图，示出了位于下层和上层之间的本发明的Si/Au双层籽结构；

图2是玻璃盘上对于Si的各种厚度而言的层膜堆叠的一系列布拉格X射线衍射扫描，以及玻璃盘和没有Si层的结构的布拉格扫描；

图3是对于图2的样品而言通过在最大Pd布拉格峰强度摇摆样品而测量的作为样品角度的函数的衍射X射线强度的一系列摇摆曲线；

图4示出图2和3所示的样品的作为Si层厚度的函数的摇摆峰宽度；

图5是垂直磁记录(PMR)盘的剖视图，示出本发明的作为软磁衬层(SUL)和记录层(RL)之间的交换中断层(EBL)的Si/Au籽结构；

图6是层叠型PMR盘的一部分的剖视图，示出本发明的作为下RL和上RL之间的非磁间隔层(SL)的Si/Au籽结构；

图7是在光刻构图和蚀刻以形成用作离散位的离散的间隔开的RL材料岛之后，图5的PMR盘的剖视图。

具体实施方式

图1是薄膜堆叠的剖视图，示意性示出本发明的双层籽结构。双层籽结构20位于下层10和上层30之间。双层籽结构20包括形成在层10的表面12上的硅(Si)层22和Si层22上的金(Au)层24。具有基本平坦表面12的层10用作衬底，其上沉积Si层22。Si层22优选地是非晶Si，但可具有晶体结构，例如(111)或(100)单晶、(111)或(100)面在层平面内且另两个面基本任意取向的晶体、或多晶。