具有已调晶粒尺寸的薄膜制造技术

本申请公开具有已调晶粒尺寸的薄膜。一种设备及相关的方法提供磁性写入元件，其可具有在低温衬底温度下被调整到预定的第一晶粒尺寸的至少一个写入磁极。可以形成具有在低温衬底温度下调整的预定的第二晶粒尺寸的磁性屏蔽。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开具有已调晶粒尺寸的薄膜。一种设备及相关的方法提供磁性写入元件，其可具有在低温衬底温度下被调整到预定的第一晶粒尺寸的至少一个写入磁极。可以形成具有在低温衬底温度下调整的预定的第二晶粒尺寸的磁性屏蔽。【专利说明】具有已调晶粒尺寸的薄膜
技术实现思路
本公开的多个实施例一般涉及能够进行增强的数据记录的磁性元件。根据多个实施例，磁性写入元件可具有在低温衬底温度下被调整到预定的第一晶粒尺寸的至少一个写入磁极。可形成具有在低温衬底温度下被调整的预定的第二晶粒尺寸的磁性屏蔽。【专利附图】【附图说明】图1是数据存储设备的一示例部分的框图表示。图2大体阐释了可用于图1中显示的数据存储设备的该部分中的一示例磁性元件的横截面图。图3展示一示例磁性写入元件的一示例框图表示。图4显示一示例磁性元件的一部分的剖面结构。图5绘制总体上相关于依据多个实施例所构建并操作的磁性元件的性能数据。图6图解依据于多个实施例所构建并操作的一磁性元件的多种操作特性。图7提供依据本专利技术的多个实施例所进行的一磁性元件制造例程的流程图。【具体实施方式】随着行业向具有更高数据容量、传输速率以及可靠性的数据存储设备前进，产品设计聚焦于减少数据位的尺寸同时增大来自数据存储介质的数据存取速率。与精确定时窗口结合的这些小操作环境可额外强调多种数据读取和写入元件的磁性质。例如，当数据位编程之后存在剩余的磁通量时，可能出现写后擦除(EAW)情形，因为未上电磁写入器发射误擦除数据位的磁通。简化的操作环境可进一步对应于对数据感测元件的多个磁性层使用高温退火，其可在下层屏蔽层中产生异常晶粒生长并且恶化磁性屏蔽材料的软磁性质。因此，对于具有受控的EAW的数据写入元件以及相对于退火具有增强的热稳定性的磁性屏蔽层存在不断增长的行业需求。因此，磁性写入元件可配置有在低温衬底温度下被调整到预定的第一晶粒尺寸的至少一个写入磁极。通过控制衬底温度调整写入磁极的晶粒尺寸的能力可允许构造展示与简化形状因子数据存储设备相称的性能的写入元件，例如大约8奥斯特的低易磁化轴矫顽力，小于I奥斯特的难磁化轴矫顽力，以及大约23奥斯特的单轴各向异性。此外，通过使写入磁极配置有预定的晶粒尺寸，EAff可通过写入磁极尖端处的更快的磁化松弛而改善。根据多个实施例的磁性元件的构造可改进写入磁极材料的磁性质以减少EAW同时增加屏蔽材料的热稳定性。在冷却至低温(例如50K)的衬底上沉积薄膜允许适应溅射工艺，在其中沉积原子的移动性显著降低。这种适应可抑制表面及体扩散并防止小晶粒聚结以形成较大的晶粒。与高溅射速率相结合，通过在沉积原子可迁移并帮助晶粒生长之前掩埋沉积原子可进一步抑制沉积原子的表面扩散。结果，可被表征为毫微晶体晶粒的小晶粒可有助于减少层之间的表面/干扰粗糙度并改进磁性薄膜的软磁性质。小晶粒及快速沉积也可引入更多的晶粒边界及不完整性，这些可以阻止晶粒生长并改进高温退火过程中的薄膜的热稳定性。尽管EAW情况可能发生于多种数据存储环境中，图1 一般地阐释数据存储设备中的示例数据转换部分100。在可有利地实践本专利技术的多个实施例的环境中示出转换部分100。但是，可理解的是，本公开的多个实施例不由这种环境所限制，并且可实现为减少多种误磁通量产生状况。转换部分100具有致动部件102，其将转换头104置于存在于磁性存储介质108上的编程数据位106之上。存储介质108附连于主轴马达110，主轴马达110在使用期间旋转以产生空气轴承表面(ABS) 112，致动部件102的滑块音分114在空气轴承表面(ABS) 112上飞行以将头万向接头部件(HGA) 116 (其包括转换头104)置于介质108的所期望部分之上。转换头104可包括一个或多个转换元件，例如分别用于编程以及读取来自存储介质108的数据的磁性写入器以及磁性响应读取器。在此方式下，致动部件102的受控移动导致转换器与在存储介质表面上限定的数据磁道(未示出)对准以写入、读取及重写数据。图2显示转换头120的实施例的横截面框图表示，转换头120可以被用于图1中的致动部件。该头120可具有一个或多个磁性元件，例如磁性读取器122及写入器124，它们可单独操作，或同时操作，以向邻近存储介质(例如图1中的介质108)写入数据或从该邻近存储介质检索数据。每个磁性元件122及124由多种屏蔽构成，这些屏蔽用于限定相应数据介质的预定数据磁道126，预定数据磁道126上的数据位由相应的磁性元件122及124感测和编程。如图所示，磁性读取元件122具有设置在底端屏蔽132和顶端屏蔽134之间的磁阻层130。同时，写入元件124具有写入磁极136以及至少一个返回磁极138，其创建写入电路以给予临近存储介质所期望的磁性方向。不局限于此，一些实施例使用写入元件124垂直写入数据至陔邻近数据介质。这种垂直记录技术可以允许更密集压缩的数据位，但也可以增加EAW的影响，因为剩余磁通量可同时影响多个数据位。在另--个非限制性实施例中，写入元件124可包括至少两个返回磁极138，返回磁极138被放置为与非磁性间隔层140及空气轴承表面(ABS)屏蔽142接触地邻近。写入元件124可进一步包括线圈144和轭146，线圈144可以是一个或多个独立线，轭146附连至写入磁极136并与线圈144操作以给予从写入磁极136行进通过导电通路148到达返回磁极138的磁通量。应注意，取决于头的移动，头120的多个方面可表征为沿Y轴的上磁道或下磁道。图3展示了数据存储设备的数据写入部分160的框图表示，其通常阐释了写入及返回磁极162和164通过数据存储介质166的交互。在操作中，可相对于数据存储介质166定位数据写入部分160以允许磁性路径168从写入磁极162通过介质166流向返回磁极164，或反之亦然。写入磁极162可构造为有磁极尖端170，磁极尖端170对应于磁极宽度从本体距离172减小至在ABS处的尖端距离174。如此形状的磁极尖端170可集中磁通量的发射以及介质166上的磁性路径168的尺寸。非常类似于写入磁极162的锥形宽度尖端170，返回磁极164可配置有可变宽度，或均匀的返回宽度176，如图所示。不论写入磁极162及返回磁极164如何配置，可调整数据写入部分160以使磁性路径168接合数据存储介质166的多个层。数据存储介质166的多个层的数量、类型及配置是不受限制的，图3显示堆叠在第一及第二夹层180和182以及一记录层184下面的软磁底层178。图3中显示的层配置可允许数据位的垂直记录，因为磁性路径168完成从写入磁极162横跨ABS通过软磁底层178至返回磁极164的电路，反之亦然。写入及返回磁极162及164接合数据存储介质166的多个层的速度及精确性可对应于介质166的最大数据位密度。随着在现代数据存储设备中数据位被推至更小尺寸并且介质166旋转的速度越来越快，写入和返回磁极162及164改变磁化的能力成为至更高面位密度的阻塞点。因此，调整写入及返回磁极162和164至预定晶粒尺寸可允许更容易改变磁化及增加数据写入速度。图4提供根据多个实施例的在构造期间调整的写入或读取元件190的部分。写入或读取元件190可被构造成具有任意数量和类型的层并且以多种非限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据存储设备，包括在低温衬底温度下被调整到预定晶粒尺寸的写入磁极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V·R·印图瑞，田伟，H·殷，M·C·考茨基，M·T·凯夫，M·朱，E·L·C·埃斯特瑞恩，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：