TWI629179B - 包括ＭｇＯ－Ｔｉ（ＯＮ）中間層之磁性堆疊 - Google Patents

包括ＭｇＯ－Ｔｉ（ＯＮ）中間層之磁性堆疊 Download PDF

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Abstract

一種堆疊包括基板及磁性記錄層。配置在該基板與該磁性記錄層之間的是MgO-Ti(ON)層。

Description

包括MgO-Ti(ON)中間層之磁性堆疊 相關申請案
本申請案主張於2013年9月30日提出申請之臨時申請案第61/884,960號的權益，根據35 U.S.C.§119(e)主張該案之優先權，及該案係以全文引用方式併入本文中。
本發明關於包括MgO-Ti(ON)中間層之磁性堆疊。
與熱相關聯之磁性記錄(HAMR)因該記錄層中所使用之材料的磁晶異向性而具有擴展磁性記錄之面密度的能力。為了形成HAMR媒體，可使用一或多個子層來定向及/或控制高異向性磁性記錄層之晶粒大小。例如，就包含FePt之記錄層而言，可使用該等子層來引發該FePt膜之L10(001)織構。FePt(或其他磁性層)之微結構取決其正下方且扮演控制該磁性層之微結構(諸如c軸分散及晶粒大小)的角色之子層。例如，該等子層可提供以下性質之一或多者：1)供磁性層磊晶生長之適用晶格結構； 2)化學安定性及分散障壁；3)適於將熱迅速從該(等)磁性層傳送至散熱層之耐熱性及/或傳導性；及4)控制將該(等)磁性層加熱至所需之記錄溫度所需要的雷射功率。
HAMR媒體在工業大量製造。除了滿足前文提及之性能性質之外，HAMR媒體必須承受大量製造環境。大量製造技術實例之一係直流(DC)濺鍍。DC濺鍍在電壓、系統壓力、濺鍍沉積圖案、靶材類型、沉積速度、及低瑕疵水準方面與其他濺鍍技術(例如射頻(RF)濺鍍)不同。慣用陶瓷MgO中間層無法DC濺鍍。當脈衝DC濺鍍可在混合氧及氬環境中與金屬鎂靶一起使用時，往往造成大量粒子產生。在研究實驗室環境中所發展及測試之子層材料可滿足性能性質；然而，該等材料不一定能放大規模至可承受工業大量製造技術。例如，已建議使用包含MgO-TiO之子層作為中間層。但當以DC濺鍍技術沉積時，相較於慣用MgO中間層，該等MgO-TiO中間層獲致不充足之磁性，或當該MgO-TiO靶組成偏移至較高MgO含量時造成大量粒子產生。因此，在實驗室環境中所產生之媒體的有潛力性能測試結果無法仰賴以工業環境所製造的媒體。
本文所討論之實施態樣涉及包括基板、磁性記錄層、及配置在該基板與該磁性記錄層之間的MgO-Ti(ON)層之磁性堆疊。
特定實施態樣涉及包括基板、磁性記錄層、配置在該基板與該磁性記錄層之間的散熱層、及配置在該散熱層與該磁性記錄層之間的MgO-Ti(ON)層之堆疊。
實施態樣亦關於包括在氮環境中使用複合物濺鍍靶沉積MgO及TiO以形成MgO-Ti(ON)層之方法。然後在該MgO-Ti(ON)層上磊晶生長FePt磁性層。
其他實施態樣係關於包括含有MgO及TiO之濺鍍靶且經組態以在氮濺鍍環境中沉積MgO-Ti(ON)層的裝置。
可從以下詳細討論及附圖暸解各種不同實施態樣之此等及其他特徵及態樣。
100、105‧‧‧磁性堆疊
110‧‧‧基板
112‧‧‧晶種及/或黏著層
118‧‧‧軟磁性下層
120‧‧‧散熱層
130‧‧‧MTON中間層
140‧‧‧磁性記錄層
150‧‧‧保護塗層或潤滑層
圖1A及1B為根據一些實施態樣之包括MgO-Ti(ON)中間層的磁性堆疊之橫斷面圖；圖2為圖示根據一些實施態樣之用於形成MgO-Ti(ON)中間層的程序之流程圖；圖3A至3C顯示具有及不具中間層之M-H迴線。
圖4顯示具有不同氮量之中間層的X射線繞射圖；圖5顯示在MgO-Ti(ON)中間層中具有不同氮量之媒體的信號雜訊比及對應雷射功率降低；圖6顯示根據濺鍍氣體中之氮量的MgO-Ti(ON)層之沉積速率改變；圖7A顯示根據不同靶組成及氮流率之熱傳導率的改變； 圖7B至7C為圖示根據一些實施態樣可用以製造MgO-Ti(ON)層之程序的圖；圖8A顯示在具有MgO中間層之樣本媒體中的瑕疵之相對數量；圖8B顯示在具有MgO-Ti(ON)中間層之樣本媒體中的瑕疵之相對數量；圖9A顯示具有不同MgO-Ti(ON)中間層厚度之媒體的雷射功率降低；圖9B顯示具有不同MgO-Ti(ON)中間層厚度之媒體的信號雜訊比。
本文所討論之實施態樣涉及使用在基板與磁性記錄層之間安排成磁性堆疊之MgO-Ti(ON)層(下文稱為「MTON層」)。該MTON層可提供至少一部分上述磁性記錄層之性質。除了促進磁性層磊晶生長(例如，FePt(001)磊晶生長)之定向以外，該MTON層可支援該磁性記錄層之晶粒兩相(granular two-phase)生長。此外，該MTON層亦可提供堆疊中指定量之熱阻率及/或傳導率，同時藉由DC濺鍍以高沉積速度及低瑕疵形成水準產生。
圖1A圖示包括MTON中間層130之磁性堆疊100。該MTON層130在該堆疊100中係位於磁性記錄層140下方。如圖1A所示，該MTON層130係配置(例如沉 積)在基板110與該磁性記錄層140之間。保護塗層或潤滑層150可配置在該磁性記錄層140上。該磁性記錄層140為晶粒兩相層。該磁性記錄層140之第一相包含磁性晶粒，及該第二相包含配置在該等磁性晶粒的晶界之間的非磁性分離子(segregant)。該非磁性分離子可包含C、SiO2、Al2O3、Si3N4、BN或其他替代氧化物、氮化物、硼化物或碳化物材料中之一或多者。磁性晶粒之適用材料包括例如FePt、FeXPt合金、FeXPd合金、CoPt、CoXPt(其中X為摻雜劑)。雖然可使用該等材料各種不同組合之任一者作為該磁性記錄層140，但本文所提供之實例著重於以FePt作為磁性記錄層材料。在一些構造中，磁性記錄層包含FePt之磁性晶粒及配置在該等晶粒之間的包含SiOx及C之非磁性分離子。該磁性層可包含介於約35與約45體積%之間的量之SiOx及約20體積%之量的C。
該中間層130包含MgO及Ti(ON)之組合物(MTON層)。MgO之組成具有Mg：O比率=1：1，使MgO為線性化合物(line compound)，且Ti：(ON)之組成為大約1：1。該Ti(ON)中之(ON)的組成為(OyN1-y)，其中y較佳為0.5<y<1，形成富氧Ti(ON)。如此，該MTON層可描述為(MgO)x(Ti0.5(OyN(1-y))0.5)1-x。雖然MgO對Ti(ON)之比率可變化，但該MTON層可具有20至25體積%之MgO，較佳為至多20體積%之MgO。如此，該MTON層可描述為(MgO)x(Ti(ON))1-x。MgO之量可由該MTON層之沉積方法決定，如下文進一步討論。
該MTON層130為具有1至500埃之厚度的連續層。該MTON層130之每一組分MgO、TiO、及TiN均具有相似或幾乎相同晶格參數的NaCl型晶體結構。其個別相圖資料顯示，例如，MgO可具有大約0.42121nm之晶胞參數；TiO可具有大約0.4177之晶胞參數；及TiN可具有大約0.4239nm之晶胞參數。一氧化鈦(TiO)之高溫相採NaCl型晶體結構，及Ti：O原子比為TiO0.7至TiO1.25，該晶格中有大量空位。將氮添加至該等空位即使在純TiO會喪失其NaCl排序的室溫下亦可安定該NaCl型晶格。與MgO及TiN相似，該經安定之NaCl型結晶相亦用作磁性記錄層之生長定向模板或晶種層。
在一些實施態樣中，磁性堆疊105可包括MTON中間層130結合圖1B中所示之其他下層。圖1B圖示在許多方面與圖1A之堆疊相似的堆疊，其具有基板110、中間層130、磁性記錄層140、及保護塗層150。該等層110、130、140、150可具有與參考圖1A所述之相同參考數字的層相似之特徵及材料。圖1B顯示散熱層120作為堆疊下層的一部分。散熱層(諸如層120)係用於HAMR媒體以促進熱管理此係因為HAMR媒體之加熱必須足夠有力後達到所希望溫度(至少接近居里點)，但冷卻速率必須足夠快速以避免在媒體冷卻期間所寫入資訊熱失穩。該等問題(熱傳遞系統之效率及快速冷卻速率)二者為互相競爭的-冷卻速率愈快，需要愈高之加熱功率以獲致特定溫度提高。在一些構造中，散熱層120可包含(200) Cu、Mo、W、或其合金(諸如CuX)。
銅(Cu)及/或CuX(例如CuX，例如X可為少於約50分子百分比之任何可溶解元件)提供充分高熱傳導率以用於HAMR散熱層。然而，Cu及CuX之層往往以(111)定向生長。包括(111)散熱層之磁性堆疊可使用一或多個配置在該提供或重設磁性堆疊中之後續層(例如磁性記錄層)的生長定向的散熱層上之額外層，彼等係以L10相之(200)定向生長在該散熱層上。基於Cu之散熱層中具有(200)及(111)混合定向晶粒會引發膜堆疊中的顯著表面粗糙度，此在磁性記錄媒體應用中較不利。
就表面能考量來說，體心立方(BCC)結構之散熱材料(諸如Mo及W)較佳係具有(110)定向代替(200)。與基於Cu之散熱層相似，包括(200)散熱層之磁性堆疊可使用一或多個配置在該散熱層上之額外層以提供或重設該磁性堆疊中之後續層的生長定向。(200)及(110)之混合定向晶粒促成高媒體粗糙度，在磁性記錄媒體應用中最好避免此種高粗糙度。
結合散熱層120之MTON中間層130提供適當之熱傳導率，例如在約80W/m-K至約400W/m-K之範圍，及額外提供產生與在非(200)定向之散熱層上生長的磁性記錄層相較時具有較低粗糙度之磁性記錄層的定向模板。
除了散熱層120之外，堆疊105可包括配置在基板110及散熱層120之間的晶種及/或黏著層112。例如，可將厚度為約3.5nm之黏著層112(例如鉭層)配置在該基 板上以促進該基板與相鄰層之黏著。該黏著層112係用以減少基板與該堆疊之其餘部分脫層的可能。該堆疊可包括配置在黏著層112上方之晶種層，該晶種層於該處開始上方層之適當生長定向。
該堆疊105亦可包括安排以發揮寫入操作期間由磁性寫入場所產生之磁通量的返回路徑功能之軟磁性下層(SUL)118。該SUL 118係配置在該基板110(及晶種/黏著層，若其存在的話)與該散熱層120之間。該SUL 118可包含非晶形及/或結晶材料，其厚度可為約5nm至約500nm，或甚至1,000nm。例如，該SUL 118可由任何適用材料製成，諸如CoFe、FeCoB、FeAlN、FeAlSi、NiFe、CoZrNb或FeTaN。該SUL 118亦可包含層壓結構及/或包含反鐵磁耦合(AFC)SUL層。
至少包含MTON中間層及磁性記錄層之磁性堆疊係如圖2之流程圖中所揭示般製造。在形成該MTON層之前，處理基板並施加隨意之下層(諸如黏著層、軟磁性下層、及/或一或多個散熱層)。此等係使用本技術中已知之標準技術製造，且不進一步討論。為了形成MTON層，在氮環境中濺鍍沉積MgO及TiO 210。
根據本文所述之實施態樣，MTON層係使用磁控管濺鍍在高溫(400℃或更高)下藉由DC濺鍍包含MgO及TiO之複合靶材來沉積。雖然亦可使用各種不同濺鍍技術，但因DC濺鍍比例如RF濺鍍可獲致較高沉積速率(產出速率)故而較佳。DC濺鍍亦形成較低室污染。就 所揭示之實施態樣而言，不需要RF濺鍍。該複合靶中之MgO的量可由濺鍍技術決定。例如，就DC及/或脈衝DC濺鍍而言，複合靶包括至多20至25體積%之MgO。DC濺鍍發生在氮環境，使該濺鍍氣體包括惰性氣體(諸如氬)以及氮二者。氮之量係經由流率而變化，如下文進一步討論。
由於MgO、TiO、及TiN各具有具相當之晶胞參數的NaCl型晶體結構，所得之MTON層含有該NaCl型晶體結構。此晶體結構使磁性記錄層能在堆疊上生長220。FePt(001)磊晶生長層係在該沉積之MTON層上製造。該FePt為可直接生長於該MTON層上或可間雜額外中間層之磁性記錄層。該堆疊可包括諸如多層磁性記錄層及保護塗層等其他層。
如前文討論，MTON層係在氮環境中製造，形成包括呈Ti(ON)形式之氮的中間層。先前中間層不包括氮而是由MgO-TiO組成。然而，當DC濺鍍沉積時，該等先前中間層未獲致必要之磁性。含有TiO之空位於媒體製造時易於解離金屬Ti及更高度有序之Ti氧化物，諸如TiO2及Ti2O3。金屬Ti擴散至FePt記錄層使磁性能比起含有陶瓷MgO中間層之媒體惡化。更高度有序之Ti氧化物(諸如TiO2及Ti2O3)的其他雜質有助於產生瑕疵成為粒子。複合MgO-TiO靶實質存在絕緣雜質以及濺鍍氣體環境內部存在氧進一步增加沉積程序期間之粒子產生。如此，含有以DC濺鍍所製造之先前中間層的媒體還不夠。
所揭示實施態樣之氮反應性濺鍍藉由添加TiN以形成由MgO-TiO-TiN所構成的中間層而使所沉積層的結晶相安定。雖然可製造包含MgO-TiN之層，但MgO含量必須超過50體積%，因此該膜製造需要RF濺鍍。如此，呈Ti(ON)形式之氧使得能以DC濺鍍。
圖3A至3C圖示添加氮至中間層所造成之磁性改變，其中複合靶中之MgO：TiO比率=1：1。首先，圖3A圖示具有在只有氬環境中DC濺鍍之中間層的媒體之M-H磁滯迴線。圖3A之媒體具有約24.6kOe之量測矯頑性。然而，圖3B圖示在大約相同條件但包括氮之中間層的濺鍍環境係在每分鐘2標準立方公分(sccm)之流率下所製造的媒體之M-H磁滯迴線。添加氮改善FePt織構，如圖3B之M-H迴線的硬出入開口(hard access opening)之經改良寬度所示。圖3B之媒體具有約38.6kOe之量測矯頑性。圖3C之M-H迴線與圖3B相似，此係因為該媒體係在相似條件下但中間層沉積期間氮之流率提高至4sccm所製造。測量圖3C之媒體的矯頑性亦略高，為38.9kOe。
在圖4之X射線繞射圖中亦可偵測到磁性及FePt組構之改善。圖4為個別中間層具有不同氮量之樣本在20至70度範圍內垂直軸為計數/秒的慣用θ-2θ掃描。於24度及於48度之FePt 001及002峰強度隨著樣本之中間層的氮量而改變。中間層中不含氮之樣本的結果係以參考數字410識別。相較於含氮之樣本，001 FePt信號明顯較 弱。即使在用以製造垂直磁性記錄媒體之高速/功率密度DC濺鍍條件下，Ti(ON)中的氮係用以安定NaCl相。用於沉積之中間層的氮化程度係藉由改變濺鍍環境中之Ar：N2氣體比率來控制。或者，可以MgO-Ti(ON)濺鍍靶控制所需之拒中間層組成。例如，該組成可根據TiO中之原Ti：O比率來最佳化。為了添加氮至中間層組成，測試濺鍍環境中之不同氮對氬比率。
圖5圖示具有以濺鍍環境中具有不同氮量所沉積之中間層的媒體樣本之信號雜訊比(eSNR)與雷射功率(LP)降低二者。各媒體(光碟)係相對於參考媒體評估，該參考媒體係以左側y軸之零點表示。光碟測試愈接近該參考媒體(更大正值)，結果表示獲得改善之eSNR。
在右側y軸上亦顯示的是用以達到最佳eSNR之雷射功率降低。例如，參考媒體係以100%雷射功率表示，如此75% LP之測量值意指雷射功率可降低25%以獲致樣本光碟之最佳eSNR。圖5圖示在雷射功率降低大約25%的情況下，添加氮之中間層(MTON中間層)的eSNR保持接近或略高於參考媒體。在HAMR記錄中，寫入操作期間之雷射功率降低表示存在熱敏電阻，其限制熱流入記錄媒體之膜層。降低之雷射功率為改善HAMR頭之可靠度的較佳因素-通常較低雷射功率會延長HAMR頭之操作壽命。
將氮引入濺鍍環境亦降低MTON中間層之沉積速 率。圖6圖示以濺鍍環境中具有不同氮量所沉積之中間層的媒體樣本之中間層膜生長比率。可看出，不論靶組成為何，沉積速率隨著濺鍍環境中之氮量增加以可預測方式改變。例如，具有諸如MgO：TiO=40：60、50：50及20：80之比率的靶(不同靶組成係由不同形狀之資料點表示)歷膜生長速率降低與氮化二者。反之，在無氮之情況下，相同靶之膜沉積速率不可預測地變化。此外，濺鍍氣體中高達約20%氮之沉積速度改變會改變中間層中之Ti(ON)的氮化程度。然而，高度氧化相(如TiO2及Ti2O3)不應存在中間層TiO中。高度氧化相為絕緣性且在濺鍍程序中產生額外粒子源，造成媒體中之額外瑕疵。
改變氮流率亦會影響MTON中間層之熱傳導率。圖7A表示兩種不同MgO：TiO靶比率及於反應濺鍍期間改變氮氣流的中間層之熱傳導率改變。該層在係在其中橫向傳導熱，以及將熱垂直傳導離該磁性記錄層。在具有較高TiO組成之中間層中(圖左側)，具有及不具氮之熱傳導率的改變超過50%。如此，HAMR媒體堆疊中之熱流可經由選擇濺鍍靶中之MgO：TiO比率及經由Ti(ON)中之氮量來微調。在DC濺鍍程序中之MTON中間層製造期間控制二者因素。
該DC濺鍍程序係參考圖7B至7C進行描述。沉積MTON中間層中之兩個主要變數係MgO-TiO靶的組成及濺鍍氣體中之氮量。至於靶之組成，MgO對TiO之比率可改變。不同實例比率為20：80、40：60、及50：50。然 而，就本文所揭示之MTON層而言，較佳係靶之組成包含至多20體積%的MgO。由於TiO具有提供NaCl型晶體結構的組成範圍，Ti：O比率可改變。該Ti：O組成可因原TiO材料及/或靶製造程序而變化。表1顯示具有不同MgO：TiO組成比率之樣本靶的性質。
根據上述性質，DC濺鍍可與各靶合用，但最左欄除外。MgO無法單獨DC濺鍍。雖然採用DC濺鍍技術可使用具有較高MgO含量之靶(實例為70%及60%)，但不是較佳做法。
關於濺鍍氣體中之氮量，如前文討論，該量係藉由改變DC濺鍍期間之氮的流率來控制。圖7B圖示根據一些實施態樣生長MTON層之途徑，其包括在N2之存在下濺鍍MgO-TiO以獲致MTON中間層。於步驟1中，在濺鍍開始之前，每分鐘24標準立方公分(sccm)之氬及每分鐘16標準立方公分(sccm)之N2流入濺鍍站2秒鐘。步驟2中，以0.5kW DC濺鍍MgO-TiO為時16秒鐘。應注意的是，雖然在本文所討論之實例中使用DC濺鍍，但AC或RF濺鍍亦適於沉積MTON層。在步驟2期間，氬 及N2流係保持與步驟1相同。在步驟3中，氬流率降至5sccm且關閉N2流。圖7B之途徑提供包括MgO-TiO-TiN例如(MgO)x(Ti0.5(OyN(1-y))0.5)1-x之中間層。沉積之層中的氧量影響後續FePt層之濕潤，以及所得之定向控制。又，相較於無氮之中間層，添加氮至沉積之層在後續FePt層中提供較細微晶粒。改變流率及靶組成提供樣本媒體與具有所希望磁性之MTON中間層的比較。例如，具有SNR正偏差及雷射功率降低大約25%之媒體滿足HAMR記錄的特定要求。
圖7C圖示根據一些實施態樣生長MTON層之其他途徑，其包括在N2之存在下濺鍍MgO-TiO以獲致MTON中間層。於步驟1中，在濺鍍開始之前，150sccm之氬及10sccm之N2流入濺鍍站1秒鐘。步驟2中，以0.6kW DC濺鍍MgO-TiO為時8.5秒鐘。應注意的是，雖然在本文所討論之實例中使用DC濺鍍，但AC或RF濺鍍亦適於沉積MTON層。在步驟2期間，氬及N2流係保持與步驟1相同。在步驟3中，氬流率降至5sccm且關閉N2流。圖7C之途徑提供包括MgO-TiO-TiN例如(MgO)x(Ti0.5(OyN(1-y))0.5)1-x之中間層。
除了沉積所希望之層外，濺鍍程序產生多餘的粒子。該等粒子在所製造之記錄媒體中形成瑕疵。隨著製造程序改善，該等瑕疵從數萬個減少至少於100個。歷史上來說，在樣本媒體中所分析之大部分粒子(90+%)係從慣用MgO中間層之濺鍍形成。圖8A圖示具有脈衝DC慣用 MgO中間層之媒體樣本中的粒子數目(~100至200)。濺鍍程序之改善包括靶及屏蔽改善、較小批次製造(例如一次100片光碟)，及藉由程序控制之經改善安定性。然而，脈衝DC技術仍產生每個資料區約150個粒子。反之，圖8B圖示具有DC濺鍍之MTON層的媒體樣本之粒子數目。使用垂直磁性記錄類源及屏蔽構造，該MTON層狀樣本產生較少瑕疵(例如<100個粒子)。此外，所分析之大部分粒子係從複合FePt靶形成，只有少許粒子係從MTON層之沉積形成。
除了減少粒子之外，DC濺鍍之MTON層之雷射功率及SNR具有厚度相依性。圖9A及9B圖示該等個別關係。例如，圖9A圖示隨著MTON層之厚度增加，雷射功率進一步降低。即，MTON層之厚度影響記錄媒體之熱傳導率。圖9B顯示SNR隨著厚度增加而改善，至少高達特定點。對應資料點910及920表示在約22nm之厚度下的經改善SNR與降低之雷射功率的較佳組合。慣用MgO中間層展現此等性質之較小厚度趁依性；因此，此種媒體包括至少第二散熱層。在所述實施態樣中由MTON中間層所展現之厚度相依性的情況下，可能非必要此散熱層。
如前文討論，MTON層所展現之雷射功率降低表示該MTON層為熱敏電阻。與陶瓷MgO中間層相反的，用於記錄之所需雷射功率隨MTON層厚度而變化。MgO/散熱界面之存在代替MgO厚度決定該MgO中間層中的雷射功率。因此，該MTON中間層展現整體電阻(bulk resistance)而非陶瓷MgO中間層所發現的界面電阻。該MTON層用以決定FePt層(例如作為晶種層)之定向及作為第二散熱層來局限熱。該MTON層可根據該層之組成及/或厚度做調整。
應暸解，即使在前文描述中已提出各種實施態樣之諸多特徵，連同各種實施態樣之結構及功能的細節，此詳細描述僅為舉例說明，且可作出詳細改變(尤其是各種實施態樣所示之部件的結構及排列)至附錄申請專利範圍表示之用語廣義含義所表示的最大程度。

Claims (10)

  1. 一種堆疊，其包含：基板；磁性記錄層；及配置在該基板與該磁性記錄層之間的MgO-Ti(ON)層，其中該MgO-Ti(ON)層包含多於0體積%且至多20體積%之MgO，其中該磁性記錄層之生長定向係基於該MgO-Ti(ON)層。
  2. 如申請專利範圍第1項之堆疊，其中該MgO-Ti(ON)層為(MgO)x(Ti(ON))1-x層，其中x係大於0且小於或等於0.2；且其中x代表體積%。
  3. 如申請專利範圍第2項之堆疊，其中該(MgO)x(Ti(ON))1-x層之組成(x)決定該堆疊之熱傳導率。
  4. 如申請專利範圍第1項之堆疊，其中該MgO-Ti(ON)層為(MgO)x(Ti0.5(OyN(1-y))0.5)1-x層，其中x係大於0且小於或等於0.2，y係大於0且小於1；且其中x代表體積%。
  5. 如申請專利範圍第4項之堆疊，其中該(MgO)x(Ti0.5(OyN(1-y))0.5)1-x層之氮含量(1-y)決定施加用以加熱該堆疊之雷射功率的量。
  6. 如申請專利範圍第1項之堆疊，其中該MgO-Ti(ON)層在該堆疊中橫向地傳導熱。
  7. 如申請專利範圍第1項之堆疊，其中該MgO- Ti(ON)層具有1至500埃之厚度。
  8. 如申請專利範圍第1項之堆疊，其中該MgO-Ti(ON)層為連續層。
  9. 一種方法，其包括：在氮環境中使用複合物濺鍍靶沉積MgO及TiO以形成MgO-Ti(ON)層，其中該複合物濺鍍靶包含多於0體積%且至多25體積%之MgO；及在該MgO-Ti(ON)層上磊晶生長FePt磁性層。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其進一步包括形成散熱層，其中該MgO-Ti(ON)層為形成於該散熱層上的熱敏電阻。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9672854B2 (en) 2013-09-30 2017-06-06 Seagate Technology Llc Magnetic stack including MgO-Ti(ON) interlayer
US10276201B1 (en) 2015-11-02 2019-04-30 WD Media, LLC Dual phase MgO-X seed layers for heat assisted magnetic recording media
JP2017224371A (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 昭和電工株式会社 磁気記録媒体及び磁気記憶装置
TWI640644B (zh) * 2017-01-19 2018-11-11 國立中興大學 Sputtering target for DC sputtering and perpendicular magnetic recording medium having the same
JP6832189B2 (ja) 2017-02-21 2021-02-24 昭和電工株式会社 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
CN109643556B (zh) * 2017-03-10 2021-03-12 富士电机株式会社 磁记录介质
JP7041597B2 (ja) * 2018-06-29 2022-03-24 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体および磁気記憶装置
JP7258275B2 (ja) * 2019-05-09 2023-04-17 株式会社レゾナック 磁気記録媒体および磁気記録再生装置
US11521648B2 (en) * 2020-11-04 2022-12-06 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with multilayered underlayer for the recording layer
JP2022159710A (ja) * 2021-04-05 2022-10-18 昭和電工株式会社 磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体及び磁気記憶装置
US11900978B1 (en) 2022-08-11 2024-02-13 Western Digital Technologies, Inc. Magnetic recording medium with underlayer configured to reduce diffusion of titanium into a magnetic recording layer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1505668A (zh) * 2001-04-27 2004-06-16 �Ʒ� 多层磁性颜料片和箔
US20050214588A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing apparatus
TW200921719A (en) * 2007-09-19 2009-05-16 Jds Uniphase Corp Anisotropic magnetic flakes

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3370720B2 (ja) 1993-03-10 2003-01-27 株式会社日立製作所 磁気記録媒体及び磁気記録装置
JP4309979B2 (ja) 1998-09-16 2009-08-05 Ｔｄｋ株式会社 窒化アルミニウム膜の製造方法および磁気ヘッドの製造方法
JP2001291230A (ja) * 2000-03-31 2001-10-19 Sony Corp 磁気記録媒体及びその製造方法
JP2003036525A (ja) 2001-07-25 2003-02-07 Fuji Electric Co Ltd 垂直磁気記録媒体及びその製造方法
JP2005122872A (ja) * 2003-09-22 2005-05-12 Ricoh Co Ltd ２層相変化型情報記録媒体及びその記録再生方法
JP4069205B2 (ja) 2004-03-29 2008-04-02 独立行政法人物質・材料研究機構 磁気記録媒体の製造方法
US7300711B2 (en) 2004-10-29 2007-11-27 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance using non-bcc magnetic materials
US7862914B2 (en) 2005-07-26 2011-01-04 Seagate Technology Llc Heatsink films for magnetic recording media
US8576515B2 (en) 2007-02-16 2013-11-05 Seagate Technology Llc Thin film structure with controlled lateral thermal spreading in the thin film
JP4621899B2 (ja) 2007-09-26 2011-01-26 独立行政法人物質・材料研究機構 磁気媒体
JP2009223940A (ja) 2008-03-14 2009-10-01 Tdk Corp 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
JP5385558B2 (ja) 2008-06-30 2014-01-08 アネスト岩田株式会社 塗装ブース用スラッジ回収装置
US8268462B2 (en) * 2008-12-22 2012-09-18 Seagate Technology Llc Hybrid grain boundary additives
JP5561766B2 (ja) * 2010-02-04 2014-07-30 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
JP5506604B2 (ja) 2010-08-30 2014-05-28 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
US8599652B2 (en) 2011-07-14 2013-12-03 Tdk Corporation Thermally-assisted magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing device using the same
US8509039B1 (en) 2012-06-28 2013-08-13 HGST Netherlands B.V. Thermally-assisted recording (TAR) disk with low thermal-conductivity underlayer
US8993134B2 (en) 2012-06-29 2015-03-31 Western Digital Technologies, Inc. Electrically conductive underlayer to grow FePt granular media with (001) texture on glass substrates
MY178275A (en) * 2012-09-27 2020-10-07 Seagate Technology Llc Magnetic stack including tin-x intermediate layer
US9672854B2 (en) 2013-09-30 2017-06-06 Seagate Technology Llc Magnetic stack including MgO-Ti(ON) interlayer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1505668A (zh) * 2001-04-27 2004-06-16 �Ʒ� 多层磁性颜料片和箔
US20050214588A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing apparatus
TW200921719A (en) * 2007-09-19 2009-05-16 Jds Uniphase Corp Anisotropic magnetic flakes

Also Published As

Publication number Publication date
MY163250A (en) 2017-08-30
SG11201508534WA (en) 2015-11-27
US9672854B2 (en) 2017-06-06
JP6067180B2 (ja) 2017-01-25
WO2015048629A1 (en) 2015-04-02
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TW201529336A (zh) 2015-08-01
US20160099016A1 (en) 2016-04-07
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US10453487B2 (en) 2019-10-22
JP2016522957A (ja) 2016-08-04
US20150093598A1 (en) 2015-04-02

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