CN105654968B - 具有改进的磁晶粒尺寸分布和晶间偏析的磁介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改进的磁晶粒尺寸分布和晶间偏析的磁介质。方法和系统提供在磁存储设备中可使用的磁记录介质。磁记录介质包括基底、至少一个中间层和用于存储磁数据的磁记录堆栈。中间层(一个或多个)包括具有第一扩散常数的主要相和具有大于第一扩散常数的第二扩散常数的第二相。磁记录堆栈停留在中间层上，使得至少一个中间层在基底和磁记录堆栈之间。

Description

具有改进的磁晶粒尺寸分布和晶间偏析的磁介质
技术领域
本发明涉及具有改进的磁晶粒尺寸分布和晶间偏析的磁介质。
背景技术
常规的磁记录磁盘驱动器包括附连至悬浮物和介质例如磁盘的滑块(slider)。滑块通常包括磁读取变换器(阅读器)和磁写入变换器(写入器)。写入器沿着介质中的磁道磁性地将数据记录为二进制位。阅读器从介质读回数据。
磁记录中的趋势是达到更高的面密度。例如，期望的是高达1Tbit/in2和更高的密度。为了在这种面密度下读取、写入和存储数据，阅读器、写入器和介质已经进化。例如，可以使用隧道磁电阻(TMR)传感器以阅读具有足够高的信号的较高密度的介质。垂直磁记录(PMR)写入器和热辅助磁记录(HAMR)写入器可以用于写入这种高密度介质，其利用激光加热介质的区域至接近和/或高于介质的居里温度的温度。类似地，磁介质已经发展为在较高的面密度下存储数据。
虽然这种常规的磁记录磁盘驱动器起作用，但是存在缺点。例如，对于高面密度减小的噪音，可以期望的是改进的信噪比和解决其他问题的机制。可以能够提供这些特征的介质是期望的。因此，所需要的是用于改进磁记录磁盘驱动器在较高面密度下的性能的系统和方法。
发明内容
本发明提供一种在磁存储设备中可使用的磁记录介质，所述磁记录介质包括：
基底；
至少一个中间层，所述中间层具有主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数；和
用于存储磁数据的磁记录堆栈，所述磁记录堆栈停留在所述中间层上，使得所述至少一个中间层在所述基底和所述磁记录堆栈之间。
在一种实施方式中，其中所述第二相是共晶相。
在一种实施方式中，其中所述主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成，所述第二相是具有不同于所述第一组成的第二组成的沉淀物，所述第一方向和所述第一晶体结构基本上不被所述第二相改变。
在一种实施方式中，其中所述至少一个中间层包括至少一个含Ru层。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层包括第一中间层，所述第一中间层包括Ru和Co。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层包括所述第一中间层、第二中间层和第三中间层，所述第二中间层在所述第一中间层和所述第三中间层之间。
在一种实施方式中，其中所述第二中间层在第一溅射压力下被溅射，并且所述第三中间层在第二溅射压力下被溅射，所述第二溅射压力大于所述第一溅射压力。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层包括第一中间层和第二中间层，所述第二中间层在所述第一中间层和所述磁记录堆栈之间，所述第一中间层和所述第二中间层的每个包括Ru。
在一种实施方式中，其中所述第一中间层在第一溅射压力下被溅射，并且所述第二中间层在第二溅射压力下被溅射，所述第二溅射压力大于所述第一溅射压力。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层也包括选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr的另外的材料。
在一种实施方式中，其中如果所述另外的材料是Mo，则所述至少一个含Ru层包括不超过30原子百分比的Mo，其中如果所述另外的材料是Nb，则所述至少一个含Ru层包括不超过20原子百分比的Nb，并且其中如果所述含Ru层包括W，则所述至少一个含Ru层包括不超过50原子百分比的W。
在一种实施方式中，其中所述含Ru层包括W。
在一种实施方式中，其中所述至少一个中间层具有带有多个晶界的多个晶粒，所述第二相偏析至所述多个晶界。
在一种实施方式中，磁记录介质进一步包括：
在所述基底上的软垫层；
在所述软垫层上的方向控制层，所述方向控制层在所述软垫层和所述至少一个中间层之间。
本发明还提供了一种在磁存储设备中可使用的磁记录介质，所述磁记录介质包括：
基底；
在所述基底上的第一中间层，所述第一中间层包括Ru、Co和至少第一另外的元素，所述第一另外的元素包括第一浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第一中间层具有初生RuCo相和具有大于RuCo扩散常数的第一扩散常数的第一共晶相；
在所述第一中间层上的第二中间层，所述第二中间层包括Ru和至少第二另外的元素，所述第二另外的元素包括第二浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第二中间层具有初生Ru相和具有大于Ru扩散常数的第二扩散常数的第二共晶相；
在所述第二中间层上的第三中间层，所述第三中间层包括所述Ru和至少第三另外的元素，所述第三另外的元素包括第三浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第三中间层具有所述初生Ru相和具有大于所述Ru扩散常数的第三扩散常数的第三共晶相；和
用于存储磁数据的磁记录堆栈，所述磁记录堆栈停留在所述第三中间层上。
在一种实施方式中，该种磁记录磁盘驱动器包括：
包括基底的介质、在所述基底上的至少一个中间层和在所述至少一个中间层上的磁记录堆栈，所述至少一个中间层具有主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数，所述磁记录堆栈用于存储磁数据；和
包括写入变换器的滑块，所述变换器具有空气轴承表面(ABS)、主极和至少一个线圈，所述主极被配置为写入所述介质的区域。
本发明还提供一种用于在磁存储设备中可使用的磁记录介质的方法，所述方法包括：
在基底上提供至少一个中间层，所述至少一个中间层包括主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数，所述磁记录堆栈停留在所述中间层上；和
在所述至少一个中间层上提供磁记录堆栈，所述磁记录堆栈用于存储磁数据。
在一种实施方式中，其中所述第二相是共晶相。
在一种实施方式中，其中所述主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成，所述第二相是具有不同于所述第一组成的第二组成的沉淀物，所述第一方向和所述第一晶体结构基本上不被所述第二相的存在改变。
在一种实施方式中，其中提供所述至少一个中间层的步骤包括：
提供至少一个含Ru层。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层包括第一中间层，所述第一中间层包括Ru和Co。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层包括第一中间层和第二中间层，所述第二中间层在所述第一中间层和所述磁记录堆栈之间。
在一种实施方式中，其中所述第一中间层在第一溅射压力下被溅射，并且所述第二中间层在第二溅射压力下被溅射，所述第二溅射压力大于所述第一溅射压力。
在一种实施方式中，其中所述至少一个含Ru层还包括选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr的另外的材料。
在一种实施方式中，其进一步包括：
在所述基底上提供软垫层；
在所述软垫层上提供方向控制层，所述方向控制层在所述软垫层和所述至少一个中间层之间。
附图说明
图1描绘了磁记录装置，例如磁盘驱动器的侧视图。
图2描绘了可以在磁记录装置中可使用的磁记录介质的示例性实施方式。
图3A和3B是描绘磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式中的合金的相的合金图。
图4描绘了可以在磁记录装置中可使用的磁记录介质的另一个示例性的实施方式。
图5描绘了磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式。
图6描绘了磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式。
图7描绘了磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式。
图8描绘了磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式。
图9描绘了磁记录介质的中间层的另一个示例性实施方式。
图10是描绘用于提供在磁记录装置中可以使用的磁记录介质的方法的示例性实施方式的流程图。
图11描绘了用于制造在磁盘驱动器中可以使用的磁记录介质的方法的另一个示例性实施方式的流程图。
具体实施方式
图1描绘了磁记录装置100的一部分的示例性实施方式的侧视图。在所显示的实施方式中，装置100是磁盘驱动器100。为了清楚，图1未按比例绘制。为了简化，未显示磁盘驱动器100的所有部分。此外，虽然在特定组件的情况中描绘了磁盘驱动器100，但是可以使用其他的和/或不同的组件。例如，未显示用于驱动和控制磁盘驱动器100的各部分的电路图。磁盘驱动器100可以是PMR磁盘驱动器、HAMR磁盘驱动器或者另一种类型的磁盘驱动器。为了简化，仅显示了单个组件102、110、120和150。然而，可以使用每个组件102、110、120和/或150以及其子-组件中的多个。
磁盘驱动器100包括滑块110、变换器120和介质150。磁盘驱动器100中可以包括另外的和/或不同的组件。例如，如果写入变换器120是HAMR写入器，则激光可以包括在滑块110上或附加至滑块110。虽然未显示，但是滑块110，以及因而激光组件130和变换器120通常附连至悬浮物(未显示)。
变换器120在滑块110上被制造并且包括在使用期间接近介质150的空气轴承表面(air-bearing surface)(ABS)。一般地，变换器120包括写入变换器和读取变换器。然而，为了清楚，仅显示了写入器120的写入部分。写入变换器120包括写入极124和线圈(一个或多个)126。介质150被配置为在较高的记录密度下是可使用的，并且，在一些实施方式中，被配置为用于磁盘驱动器100中。在一些实施方式中，介质150被配置为存储具有至少0.8Tbit/in2的面密度的数据。在一些这种实施方式中，介质150可以存储具有1Tbit/in2或更大的面密度的数据。
图2描绘了在磁盘驱动器例如磁盘驱动器100中可使用的磁介质150的示例性实施方式。为了清楚，图2未按比例绘制。也显示了在其上制造磁记录介质150的基底152。参考图1-2，磁记录介质包括磁记录堆栈154和在磁记录堆栈154和基底之间的至少一个中间层160。为了简化，未显示磁记录介质的所有部分。可以存在其他和/或另外的层。例如，虽然图2中未显示，但是通常使用外涂层。外涂层将停留在磁记录堆栈154上并且在磁记录堆栈154和滑块110之间。其他的层(一个或多个)也可以停留在层152和160之间。然而，可以保持层152、154和160之间的关系。换句话说，多相中间层(一个或多个)160在基底152和磁记录堆栈之间。
磁记录堆栈154存储磁数据。磁记录堆栈154在中间层(一个或多个)160上，使得中间层(一个或多个)在基底152和磁记录堆栈156之间。在一些实施方式中，磁记录堆栈154包括多个层。例如，磁记录堆栈154可以包括交换控制层或交换中断层以及在其中存储数据的磁性层(一个或多个)。
中间层(一个或多个)160包括一个或多个层。这些层中的至少一个是多相层。多相层是具有多个相的合金层。多个相包括主要相(majority phase)和第二相(secondaryphase)。可以存在另外的相。主要相具有第一扩散常数。第二相具有大于第一扩散常数的第二扩散常数。因而，人们相信第二相偏析至多相层的晶界。主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成。第二相是从主要相偏析出的沉淀物。第二相可以具有与主要相的第一组成不同的第二组成。第二相的晶体结构和方向可以与主要相的晶体结构和方向不同或相同。主要相的第一方向和第一晶体结构基本上未被第二相改变。例如，在以下所描述的Ru层中，尽管存在第二相，但是层的主要相可以保持具有六方密堆积(HCP)晶体结构和所期望的方向。在一些实施方式中，该第二相是共晶相。
多相层可以被认为是通过初生(primary)材料或组分和至少一个另外的材料形成，该另外的材料形成合金(alloy)以形成以上所述的主要相和第二相。初生材料可以是元素或合金。可以添加另外的材料(一种或多种)以便形成多相层。另外的材料(一种或多种)在初生材料(一种或多种)中具有有限的溶解度并且在特定的浓度范围与初生材料(一种或多种)形成第二(例如，共晶)相。
参考图3A和3B可以理解在多相层中使用的合金(一种或多种)的组分。参考图2-3B，图3A和3B是展现多相行为的两种合金的合金图。图3A描绘了第一合金的合金图180，而图3B描绘了第二合金的合金图180’。合金包括初生材料或初生组分。在合金图180中，初生组分的原子百分比沿着横轴并且温度沿着纵轴。如在图180和180’中可以看出，对于仅仅由初生组分(100原子百分比初生组分)形成的合金，仅主要相在熔点以下存在。在图180和180’中该区域被标记为“初生”。仅主要相继续以小于百分之百的初生组分的较大的百分比存在。随着初生组分的部分减小，在初生组分中具有有限的溶解度的相应较大量的另外的材料存在。因而，第二相变得存在(在图3A和3B中标记为第二)。对于在此浓度范围内的合金，第二相可以从初生相沉淀出并且偏析至晶界。对于甚至更低的初生组分(一种或多种)的浓度，合金可以具有其他的相。因而，是中间层160的部分的多相层(一种或多种)可以被配置为在允许初生相和第二相存在的浓度范围内具有另外的材料(一种或多种)。使用类似于图3A-3B中显示的那些的合金图，可以选择在多相层中可以使用的材料(一种或多种)。
例如，中间层(一种或多种)160中的多相层(一种或多种)可以包括含有Ru的合金。多相含有Ru的层可以包括Ru和Co。在这种多相RuCo层中，Ru和Co可以与一种或多种其他材料形成合金。存在等量的Ru和Co。在其他实施方式中，存在不同浓度的Ru和Co。然而，两种类型的合金在本文中都被称为RuCo。在一些实施方式中，添加至RuCo以形成多相层的另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成以上所述的一定浓度范围的主要相和第二相的合金。在这种RuCo层中形成的第二相是共晶相。例如，如果多相层是(RuCo)100-wXw层，其中X是材料并且w是浓度，那么X：w可以是如下：Al：0-30、Be：0-25、C：0-20、Dy：0-20、Gd：0-20、Ge：0-25、Ho：0-20、Lu：0-20、Mo：0-35、Nb：0-20、Nd：0-20、Pd：0-30、Sm：0-20、Tb：0-20、W：0-50、Y：0-20、Zr：0-20。注意，虽然对于第二组分以上指示了零浓度，但是必须存在一些材料。例如，如果使用Al，则Al的浓度大于零并且不超过30原子百分比。这种合金包括第一相和具有以上所述的性能的第二共晶相。
类似地，多相含Ru层可以包括其中Ru与另一种材料形成合金的一个或多个层。在一些实施方式中，另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成一定浓度范围的以上所述的主要相和第二相的Ru合金。在一些实施方式中，形成的第二相是共晶相。例如，多相含Ru层可以是包括不超过35原子百分比Mo的Ru-Mo合金。在其他实施方式中，含Ru层可以是包括不超过20原子百分比Nb的Ru-Nb合金。在仍其他实施方式中，如果含Ru层包括W，则多相含Ru层可以是包括不超过50百分比W的Ru-W合金。如果使用Al、Be、C、Dy、Gd、Ho、Lu、Sm、Tb、Y、Zr，那么多相合金包括Ru并且二者均大于0并且不超多20原子百分比的Al、Be、C、Dy、Gd、Ho、Lu、Sm、Tb、Y、Zr。如果使用Ge，那么多相合金包括Ru并且二者均大于0并且不超过25原子百分比的Ge。如果使用Pd，那么多相合金包括Ru并且二者均大于0并且不超过30原子百分比的Pd。
进一步地，可以包括多个Ru层。这些Ru层的一个或多个可以是多相合金。在一些实施方式中，可以包括在不同的压力下溅射的两个Ru层。例如，可以在第一压力下溅射第一Ru合金层并且可以在第二压力下溅射第二Ru层。第二压力大于第一压力。例如，第一层可以是在小于20mTorr下溅射的Ru合金层。在一些这种实施方式中，压力是大约7mTorr。第二层可以是在大于60mTorr并且不超过120mTorr下溅射的Ru合金层。例如，压力可以是90mTorr。中间层(一个或多个)160可以包括多个Ru合金层和含Ru-Co层。这些含Ru层的一些组合可以是多相层。
磁介质150可以具有改进的性能。磁介质150包括具有至少一个多相层的中间层(一个或多个)160。在此多相层中，通过偏析第二(例如共晶)相至晶界可以控制晶粒尺寸和分布。换句话说，晶粒尺寸(晶粒直径/长度的测量)可以较小并且晶粒尺寸的变化可以较小。晶粒尺寸和分布中的这种减小可以被传递至磁记录堆栈154上。结果，可以改进磁记录堆栈154的矫顽力矩形比(coercive squareness)、成核场、矫顽力和热稳定性。因而可以减小噪音并且提高信噪比。因而，可以改进磁记录介质150在较高密度下的性能。
图4描绘了在磁盘驱动器例如磁盘驱动器100中可使用的磁介质150’的示例性实施方式。为了清楚，图3未按比例描绘。磁介质150’类似于图1-2中描绘的磁介质150。因而，类似的组件具有类似的标记。磁介质150’包括基底152、中间层(一个或多个)和磁记录堆栈154，类似于图2中描绘的基底152、中间层(一个或多个)和磁记录堆栈154。在所显示的实施方式中，基底152可以是AlMg。为了简化，未显示磁记录介质的所有部分。可以存在其他和/或另外的层。
除了基底152、中间层(一个或多个)160和磁记录堆栈154之外，显示了任选的黏合层(一个或多个)155、反铁磁性地耦合的软垫层156、方向控制层158和外涂层159。外涂层159在磁记录堆栈154上并且在磁记录堆栈154和滑块110之间。任选的黏合层(一个或多个)155可以包括Cr、CrTa和/或CrTi层。虽然未显示，也可以包括Ta基籽晶层(一个或多个)、Ni-W、Ni-W-Al和/或Ni-W-Al-Fe基籽晶层(一个或多个)(在图4中未明确地显示)。磁记录堆栈154类似于图2的磁记录堆栈154并且存储磁数据。中间层(一个或多个)160包括一个或多个层，其至少一个是多相层。多相层是具有主要相和第二相的合金层。第二相具有比主要相的扩散常数更高的扩散常数。因而，相信第二相偏析至多相层的晶界。主要相具有晶体结构、方向和组成。第二相是偏析出主要相的沉淀物。第二相可以具有不同于主要相的组成的组成。第二相的晶体结构和方向可以与主要相的晶体结构和方向不同或相同。主要相的方向和晶体结构基本上不被第二相的存在改变。
由于与磁介质150类似的原因，磁介质150’可以具有改进的性能。中间层(一个或多个)160具有至少一个多相层，通过将第二(例如共晶)相偏析至晶界可以对其进行晶粒尺寸和分布控制。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。晶粒尺寸和分布的这种减小可以被传递至磁记录堆栈154上。结果，噪音可以因此被减小并且提高信噪比。因而，可以改进磁记录介质150’在较高密度下的性能。
图5描绘了可以在磁介质例如介质150和/或150’中可使用的中间层(一个或多个)160’的示例性实施方式。中间层(一个或多个)160’类似于中间层(一个或多个)160。为了清楚，图5未按比例绘制。中间层(一个或多个)160’包括两个Ru合金层162和164。层162是低压Ru层。层164是高压Ru层，该高压Ru层也是多相层。层162被称为低压层因为层162是在比层164低的压力下形成的。例如，低压层162可以在小于20mTorr下被溅射。在一些这种实施方式中，压力是大约7mTorr。高压多相Ru合金层164在低压Ru层162上。因而，层164可以邻接磁记录堆栈154并且在磁记录堆栈154和层162之间。多相高压Ru层164在大于60mTorr并且不超过120mTorr下被溅射。例如，压力可以是90mTorr。
高压Ru合金层164是多相层。因而，高压Ru合金层164包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性如以上所讨论的。第二相具有比主要相的扩散常数大的扩散常数。因而，相信第二相从主要相沉淀出并且偏析至层164的晶界。主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成。第二相可以具有不同于主要相的第一组成的第二组成。第二相的晶体结构和方向可以与主要相的晶体结构和方向不同或相同。主要相的第一方向和第一晶体结构基本上不被第二相改变。例如，尽管存在第二相，但是层164的主要相可以保持具有六方密堆积(HCP)晶体结构和所期望的方向。在一些实施方式中，此第二相是共晶相。
在一些实施方式中，通过将Ru与另外的材料形成合金形成层164。添加至Ru以形成多相层的另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成以上所述的一定浓度范围的主要相和第二相的合金。例如，如果多相层是(Ru)100-wXw层，其中X是材料并且w是浓度，那么X：w可以是如下Al：0-30、Be：0-25、C：0-20、Dy：0-20、Gd：0-20、Ge：0-25、Ho：0-20、Lu：0-20、Mo：0-35、Nb：0-20、Nd：0-20、Pd：0-30、Sm：0-20、Tb：0-20、W：0-50、Y：0-20、Zr：0-20。注意，在以上浓度中，零浓度的另外的材料指示存在大于零原子百分比的材料。这些合金包括具有以上所述性能的第一相和第二共晶相。
中间层160’可以辅助改进磁介质150和/或150’的性能。通过将第二(例如共晶)相偏析至层164中的晶界可以控制晶粒尺寸和分布。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。晶粒尺寸和分布的这种减小可以被传递至磁记录堆栈154上。结果，噪音可以因此被减小并且信噪比被提高。因而，可以通过层160’改进磁记录介质150/150’在较高密度下的性能。
图6描绘了可以在磁介质例如介质150和/或150’中可使用的中间层(一个或多个)160”的示例性实施方式。为了简化，图6未按比例绘制。中间层(一个或多个)160”类似于中间层(一个或多个)160和/或160’。中间层(一个或多个)160’包括两个Ru合金层162’和164’。层162’是类似于层162的低压Ru层。层164’是类似于层164的高压Ru层。层162’被称为低压层因为层162’在比层164’低的压力下形成。用于层162’和164’的压力分别类似于用于层162和164的那些。
在中间层(一个或多个)160”中，高压层164’是Ru层，而低压层162’是多相层。因而，低压Ru合金层162’包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性是如以上所讨论的。第二相具有比主要相的扩散常数大的扩散常数。因而，相信第二相从主要相沉淀出并且偏析至低压层162’的晶界。主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成。第二相可以具有不同于主要相的第一组成的第二组成。第二相的晶体结构和方向可以与主要相的晶体结构和方向不同或相同。主要相的第一方向和第一晶体结构基本上不被第二相改变。例如，尽管存在第二相，但是层162’的主要相可以保持具有六方密堆积(HCP)晶体结构和所期望的方向。在一些实施方式中，该第二相是共晶相。
在一些实施方式中，通过将Ru与另外的材料形成合金形成层162’。添加至Ru以形成多相层的另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成以上所述的一定浓度范围的主要相和第二相的合金。例如，如果多相层是(Ru)100-wXw层，其中X是材料并且w是浓度，那么X：w可以是以下：Al：0-30、Be：0-25、C：0-20、Dy：0-20、Gd：0-20、Ge：0-25、Ho：0-20、Lu：0-20、Mo：0-35、Nb：0-20、Nd：0-20、Pd：0-30、Sm：0-20、Tb：0-20、W：0-50、Y：0-20、Zr：0-20。另外的材料的0原子百分比的浓度对应于大于0原子百分比的浓度。这种合金包括具有以上所述性能的第一相和第二共晶相。
中间层160”可以辅助改进磁介质150和/或150’的性能。可以通过将第二(例如共晶)相偏析至层162’中的晶界控制晶粒尺寸和分布。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。晶粒尺寸和分布的这种减小可以传递至磁记录堆栈154上。结果，可以因而减小噪音并且提高信噪比。因而，通过层160”可以改进磁记录介质150/150’在较高密度下的性能。
图7描绘了可以在磁介质例如介质150和/或150’中可以使用的中间层(一个或多个)160”’的示例性实施方式。为了清楚，图7未按比例绘制。中间层(一个或多个)160”’类似于中间层(一个或多个)160、160’和/或160”。中间层(一个或多个)160’包括两个Ru合金层162’和164。层162’是类似于层162/162’的低压Ru层。层164是类似于层164’的高压Ru层。层162’被称为低压层因为层162’在比层164’低的压力下形成。用于层162’和164’的压力分别类似于用于层162和164的那些。
层162’和164二者都是多相合金层。因而，层162’和164的每个包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性如以上所描述的。第二相具有比主要相的扩散常数更大的扩散常数。因而，相信第二相从主要相沉淀出并且偏析至层162’和164的晶界。主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成。第二相可以具有不同于主要相的第一组成的第二组成。第二相的晶体结构和方向可以与主要相的晶体结构和方向不同或者相同。主要相的第一方向和第一晶体结构基本上不被第二相改变。例如，尽管存在第二相，但是层162’和164的主要相可以保持具有六方密堆积(HCP)晶体结构和期望的方向。在一些实施方式中，此第二相是共晶相。
在一些实施方式中，层162’和164每个通过将Ru与另外的材料形成合金形成。添加至Ru以形成多相层的另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成以上所述的在一定浓度范围的主要相和第二相的合金。例如，如果多相层是(Ru)100-wXw层，其中X是材料并且w是浓度，那么X：w可以是以下：Al：0-30、Be：0-25、C：0-20、Dy：0-20、Gd：0-20、Ge：0-25、Ho：0-20、Lu：0-20、Mo：0-35、Nb：0-20、Nd：0-20、Pd：0-30、Sm：0-20、Tb：0-20、W：0-50、Y：0-20、Zr：0-20。注意，在前句中的0原子百分比指示另外的材料(一种或多种)的大于0原子百分比的浓度。这种合金包括具有以上所述性能的第一相和第二共晶相。注意，层162’和164的组分可以相同或者不同。例如，层162’和164二者可以都是Ru-Mo层。在另一个实施方式中，层162’可以是Ru-W层而层164是Ru-Mo层。
中间层(一个或多个)160”’可以辅助改进磁介质150和/或150’的性能。可以通过将第二(例如共晶)相偏析至层162’和164中的晶界控制晶粒尺寸和分布。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。可以将晶粒尺寸和分布的这种减小传递至磁记录堆栈154上。结果，可以因此减小噪音并且提高信噪比。因而，通过层160”’可以改进磁记录介质150/150’在较高密度下的性能。
图8描绘了可以在磁介质例如介质150和/或150’中可使用的中间层(一个或多个)170的示例性实施方式。为了清楚，图8未按比例绘制。中间层(一个或多个)170类似于中间层(一个或多个)160、160’、160”和/或160”’。中间层(一个或多个)170包括RuCo层172和两个含Ru层174和176。在一些实施方式中，RuCo层172具有至少2纳米的厚度并且不超过12纳米的厚度。在一些这种实施方式中，RuCo层172具有至少5纳米的厚度并且不超过8纳米的厚度。RuCo层172是合金。层174和176包括Ru。层174和176的至少一个是多相层。因而，层174和176被标记为“任选地两相Ru-合金层”，因为层174和176的一个或二者可以具有两相。在一些实施方式中，仅层174具有两相并且将因而类似于层162’。在其他实施方式中，仅层176具有两相。在这种实施方式中，层176类似于层164。在其他实施方式中，层174和165二者都具有两相并且可以因而分别类似于层162’和164。层174是类似于层162或162’的低压Ru层。在一些实施方式中，低压Ru层174可以具有至少1纳米的厚度并且不超过10纳米的厚度。低压Ru层174可以具有至少2纳米的厚度并且不超过6纳米的厚度。层174的结构和组成类似于层162或162’。层176是类似于层164或164’的高压Ru层。在一些实施方式中，高压Ru层176具有至少4纳米的厚度并且不超过12纳米的厚度。在一些这种实施方式中，高压Ru层176具有至少6纳米的厚度并且不超过10纳米的厚度。层176的结构和组成类似于层164或164’。在一个实施方式中，中间层(一个或多个)170包括RuCo合金层172、类似于层162的低压Ru层174和类似于层164的高压多相层176。在另一个实施方式中，中间层(一个或多个)170包括RuCo合金层172、类似于层162’的低压多相Ru层174和类似于层164’的高压层176。在另一个实施方式中，中间层(一个或多个)170包括RuCo合金层172、类似于层162’的低压多相Ru层174和类似于层164的高压多相层176。因而，层174和176的一个或二者包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性是如以上所描述的。
中间层170可以辅助改进磁介质150和/或150’的性能。可以通过将第二(例如共晶)相偏析至层174和/或176中的晶界控制晶粒尺寸和分布。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。晶粒尺寸和分布的这种减小可以被传递至磁记录堆栈154上。结果，可以因而减小噪音并且提高信噪比。因而，通过层170可以改进磁记录介质150/150’在较高密度下的性能。
图9描绘了可以在磁介质例如介质150和/或150’中可使用的中间层(一个或多个)170’的示例性实施方式。为了清楚，图9未按比例绘制。中间层(一个或多个)170’类似于中间层(一个或多个)160、160’、160”和/或160”’。中间层(一个或多个)170’包括多相RuCo层172’和两个含Ru层174和176。层174和176包括Ru。层174和176的至少一个是多相层。因而，层174和176被标记为“任选地两相Ru-合金层”，因为层174和176的一个或二者可以具有两相。在一些实施方式中，仅层174具有两相并且将因而类似于层162’。在其他实施方式中，仅层176具有两相。在这种实施方式中，层176类似于层164。在其他实施方式中，层174和165二者都具有两相并且可以因而分别类似于层162’和164。层174是类似于层162或162’的低压Ru层。层174的结构和组成类似于层162或162’。层176是类似于层164或164’的高压Ru层。层176的结构和组成类似于层164或164’。在一些实施方式中，低压Ru层174可以具有至少1纳米的厚度并且不超过10纳米的厚度。低压Ru层174可以具有至少2纳米的厚度并且不超过6纳米的厚度。在一些实施方式中，高压Ru层176具有至少4纳米的厚度并且不超过12纳米的厚度。高压Ru层176可以具有至少6纳米的厚度并且不超过10纳米的厚度。
RuCo层172’包括与至少第二材料形成合金的RuCo。在一些实施方式中，RuCo层172’具有至少2纳米的厚度并且不超过12纳米的厚度。在一些实施方式中，RuCo层172’具有至少5纳米的厚度并且不超过8纳米的厚度。因而，RuCo层172’包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性是如以上所描述的。在一些实施方式中，添加至RuCo以形成多相层的另外的材料(一种或多种)可以选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr。组合是形成以上所述的在一定浓度范围的主要相和第二相的合金。在这种RuCo层中形成的第二相是共晶相。例如，如果多相层是(RuCo)100-wXw层，其中X是材料并且w是浓度，那么X：w可以是以下：Al：0-30、Be：0-25、C：0-20、Dy：0-20、Gd：0-20、Ge：0-25、Ho：0-20、Lu：0-20、Mo：0-35、Nb：0-20、Nd：0-20、Pd：0-30、Sm：0-20、Tb：0-20、W：0-50、Y：0-20、Zr：0-20。注意，虽然对于第二组分以上指示了0浓度，但是必须存在一些材料。这种合金包括具有以上所述性能的第一、主要相和第二共晶相。
在一个实施方式中，中间层(一个或多个)170’包括多相RuCo合金层172’、类似于层162的低压Ru层174和类似于层164的高压多相层176。在另一个实施方式中，中间层(一个或多个)170’包括多相RuCo合金层172’、类似于层162’的低压多相Ru层174和类似于层164’的高压层176。在另一个实施方式中，中间层(一个或多个)170’包括多相RuCo合金层172’、类似于层162’的低压多相Ru层174和类似于层164的高压多相层176。因而，RuCo层172’以及层174和176的一个或二者包括主要相和第二相。主要相和第二相的特性是以上所描述的。
中间层170’可以辅助改进磁介质150和/或150’的性能。可以通过将第二(例如共晶)相偏析至层172’以及层174和176的一个或二者的晶界控制晶粒尺寸和分布。因而，晶粒尺寸可以较小并且可以减小晶粒尺寸的变化。晶粒尺寸和分布的这种减小可以被传递至磁记录堆栈154上。结果，可以因而减小噪音并且提高信噪比。因而，通过层170’可以改进磁记录介质150/150’在较高密度下的性能。
图10描绘了方法200的示例性的实施方式，该方法200用于提供磁记录介质例如介质150。为了简化，一些步骤可以被省略、交叉和/或组合。在提供图1-2中描绘的磁记录磁盘驱动器100和介质150的情况下也描述了方法200。然而，方法200可以用于基本上同时制造多个磁记录磁盘。方法200也可以用于制造其他磁记录介质。在特定层的情况下也描述了方法200。特定层可以包括多种材料和/或多个子层。方法200也可以在形成磁记录介质的其他部分之后开始。
参考图1-2和4，通过步骤202在基底上提供中间层160。步骤202可以包括沉积提供一个或多个多相层。例如，在步骤202中可以提供层160’、160”、160”’、160”、170和/或170’。这可以包括溅射、电镀、化学气相沉积，或者以其他方式沉积材料以形成多相层。步骤202也可以包括形成单相层。例如，使用步骤202可以制造具有一个多相层162和一个单相层164的层160’。
通过步骤204在中间层(一个或多个)160上提供磁记录堆栈154。步骤204可以包括沉积多个层例如交换耦合或交换中断层(一个或多个)。然后可以完成介质150/150’的制造。
使用方法200，可以提供磁性磁盘驱动器100和磁记录介质150/150’。因而，可以获得磁记录介质150/150’和磁记录变换器120的益处。
图11描绘了用于提供磁记录介质例如介质150’的方法210的示例性实施方式。为了简化，一些步骤可以被省略、交叉和/或组合。在提供图1和4中描述的磁盘驱动器100和介质150’的情况下也描述了方法210。然而，方法210也可以用于基本上同时制造多个磁记录头。方法210也可以用于制造其他磁记录介质。在特定层的情况下也描述了方法210。特定层可以包括多种材料和/或多个子层。方法210也可以在形成磁记录介质150’的其他部分之后开始。
参考图1、4和11，分别通过步骤212和214任选地在基底152上提供黏合层(一个或多个)155和反铁磁性地耦合的软垫层156。通过步骤216，沉积任选的方向控制层158。在步骤218中可以提供RuCo层172/172’。步骤218可以包括提供多相RuCo层。可选地，在步骤218中可以形成单相RuCo层。在步骤220中沉积低压Ru层。步骤220可以包括形成单相或多相层。步骤220包括层174/174’的材料(一种或多种)的低压溅射沉积。在步骤222中沉积高压Ru层。步骤222可以包括形成单相或多相层。步骤222包括层176/176’的材料(一种或多种)的高压溅射沉积。
通过步骤224可以沉积磁记录层154。步骤222可以包括沉积多个磁性层。然后可以完成磁记录介质150/150’的制造。例如，也可以在步骤222之后提供外涂层159。
使用方法210，可以提供磁性磁盘驱动器100和磁记录介质150/150’。因而，可以获得磁记录介质150’和磁盘驱动器100的益处。

Claims (18)

1.一种在磁存储设备中可使用的磁记录介质，所述磁记录介质包括：
基底；
至少一个中间层，所述中间层具有主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数，所述至少一个中间层包括第一中间层、第二中间层和第三中间层，所述第二中间层在所述第一中间层和所述第三中间层之间，所述第一中间层、所述第二中间层和所述第三中间层中的每个包括Ru，所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个具有所述主要相和所述第二相，所述第一中间层包括Ru和Co，其中所述第一中间层进一步包括Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y或Zr中的至少一种；和
用于存储磁数据的磁记录堆栈，所述磁记录堆栈停留在所述第三中间层上，使得所述至少一个中间层在所述基底和所述磁记录堆栈之间。
2.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述第二相是共晶相。
3.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成，所述第二相是具有不同于所述第一组成的第二组成的沉淀物，所述第一方向和所述第一晶体结构基本上不被所述第二相改变。
4.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述第二中间层在第一溅射压力下被溅射，并且所述第三中间层在第二溅射压力下被溅射，所述第二溅射压力大于所述第一溅射压力。
5.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述第二中间层进一步包括Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr中的至少一种，并且其中所述第三中间层包括Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr中的至少一种。
6.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个也包括选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr的另外的材料。
7.权利要求6所述的磁记录介质，其中如果所述另外的材料是Mo，则所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括不超过30原子百分比的Mo，其中如果所述另外的材料是Nb，则所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括不超过20原子百分比的Nb，并且其中如果所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括W，则所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括不超过50原子百分比的W。
8.权利要求7所述的磁记录介质，其中所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括W。
9.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述第一中间层和所述第二中间层中的至少一个具有带有多个晶界的多个晶粒，所述第二相偏析至所述多个晶界。
10.权利要求1所述的磁记录介质，进一步包括：
在所述基底上的软垫层；
在所述软垫层上的方向控制层，所述方向控制层在所述软垫层和所述至少一个中间层之间。
11.一种在磁存储设备中可使用的磁记录介质，所述磁记录介质包括：
基底；
在所述基底上的第一中间层，所述第一中间层包括Ru、Co和至少第一另外的元素，所述第一另外的元素包括第一浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第一中间层具有初生RuCo相和具有大于RuCo扩散常数的第一扩散常数的第一共晶相；
在所述第一中间层上的第二中间层，所述第二中间层包括Ru和至少第二另外的元素，所述第二另外的元素包括第二浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第二中间层具有初生Ru相和具有大于Ru扩散常数的第二扩散常数的第二共晶相；
在所述第二中间层上的第三中间层，所述第三中间层包括所述Ru和至少第三另外的元素，所述第三另外的元素包括第三浓度的Mo、Nb和W的至少一种，使得所述第三中间层具有所述初生Ru相和具有大于所述Ru扩散常数的第三扩散常数的第三共晶相；和
用于存储磁数据的磁记录堆栈，所述磁记录堆栈停留在所述第三中间层上。
12.一种磁记录磁盘驱动器，其包括：
包括基底的介质、在所述基底上的至少一个中间层和在所述至少一个中间层上的磁记录堆栈，所述至少一个中间层具有主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数，所述至少一个中间层包括第一中间层、第二中间层和第三中间层，所述第二中间层在所述第一中间层和所述第三中间层之间，所述第一中间层、所述第二中间层和所述第三中间层中的每个包括Ru，所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个具有所述主要相和所述第二相，所述第一中间层包括Ru和Co，其中所述第一中间层进一步包括Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y或Zr中的至少一种；和
包括写入变换器的滑块，所述变换器具有空气轴承表面(ABS)、主极和至少一个线圈，所述主极被配置为写入所述介质的区域。
13.一种用于在磁存储设备中可使用的磁记录介质的方法，所述方法包括：
在基底上提供至少一个中间层，所述至少一个中间层包括主要相和第二相，所述主要相具有第一扩散常数，所述第二相具有大于所述第一扩散常数的第二扩散常数，磁记录堆栈停留在所述中间层上；提供所述至少一个中间层的步骤进一步包括
提供包括Ru和Co的第一中间层；
提供包括Ru的第二中间层；和
提供包括Ru的第三中间层；所述第二中间层在所述第一中间层和所述第三中间层之间，所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个具有所述主要相和所述第二相，和
在所述至少一个中间层上提供磁记录堆栈，所述磁记录堆栈用于存储磁数据，其中所述第二中间层在第一溅射压力下被溅射，并且所述第三中间层在第二溅射压力下被溅射，所述第二溅射压力大于所述第一溅射压力。
14.权利要求13所述的方法，其中所述第二相是共晶相。
15.权利要求13所述的方法，其中所述主要相具有第一晶体结构、第一方向和第一组成，所述第二相是具有不同于所述第一组成的第二组成的沉淀物，所述第一方向和所述第一晶体结构基本上不被所述第二相的存在改变。
16.权利要求13所述的方法，其中所述第一中间层由Ru和Co组成。
17.权利要求13所述的方法，其中所述第二中间层和所述第三中间层中的至少一个包括选自Mo、Nb、W、Al、Be、C、Dy、Gd、Ge、Ho、Lu、Nd、Pd、Sm、Tb、Y和Zr的另外的材料。
18.权利要求13所述的方法，其进一步包括：
在所述基底上提供软垫层；
在所述软垫层上提供方向控制层，所述方向控制层在所述软垫层和所述至少一个中间层之间。
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