包含TiN-X中间层的磁堆的利记博彩app
【专利说明】包含TiN-X中间层的磁堆
【发明内容】
[0001] 本文讨论的实施方式涉及包含基片、磁性记录层以及所述基片与磁性记录层之间 的TiN-X层的堆（stack)。例如，在TiN-X层中，X是包含MgO、TiO、Ti02、ZrN、ZrO、Zr02、HfN、HfO、AIN和A1203中至少一种的掺杂剂。
【附图说明】
[0002] 图la、lb、2a和2b是根据本文所讨论的实施方式的磁堆（magneticstack)的横 截面图；
[0003] 图3显示了掺杂40体积％TiO#TiON中间层的Ti2p谱的高分辨率XPS分析结 果，其中I-一氧化物；II-氮化物；III-氮氧化物；
[0004] 图4a显示了具有各种Ti0x掺杂浓度的TiON中间层上生长的lOFePt的XRD谱；
[0005] 图4b显示了TiON晶格常数a和FePt晶格常数c随TiO,杂浓度增加的变化。
[0006] 图5a、5b和5c呈现了具有不同Ti0x掺杂浓度的TiON中间层上生长的10nmFePt 的SEM图；
[0007] 图6显示了具有TiN-40体积％TiO#间层的FePt膜的高分辨率横截面TEM图；
[0008] 图7显示了具有各种Ti0x掺杂浓度的5nmTiON中间层上生长的lOnmFePt膜的 面内和面外M-H环；
[0009] 图8显示了具有各种Ti0x掺杂浓度的TiON中间层上沉积的一系列FePt(4nm) -35 体积％Si0x-20体积％C膜；
[0010] 图9a和9d显示了平视TEM图，表明随着TiO#间层中Ti0x掺杂浓度的增大，FePt 的粒度减小，粒度均匀性提高，晶粒分离加剧；
[0011] 图9b、9c、9e和9f显示了图9a和9d的横截面TEM图；
[0012] 图10显示了XRD结果；
[0013] 图11a和lib显示了两个样品的特征的相似性；
[0014] 图12表明，在具有不同Ti0x掺杂浓度的TiON中间层上生长的FePt-Si0x-C膜的 面外M-H环表现出与13k0e的高矫顽力类似的特征；
[0015] 图13a显示了面内和面外M-H环；
[0016] 图13b显示了具有40体积％Ti0x掺杂浓度的TiON中间层上生长的FePt(4nm)-45 体积％Si0x-25体积％C膜的平视TEM图；
[0017] 图13c显示了样品的横截面TEM图；
[0018] 图14a显示了具有各种Zr0x掺杂浓度的ZrTiON中间层上生长的10nmFePt膜的 XRD谱；
[0019] 图14b显示了根据积分峰强度比IM1/IM2和由XRD外推的FePt晶格常数c估计的 化学有序性；
[0020] 图15a、15b和15c分别显示了具有30体积％Zr0x掺杂浓度的ZrTiON中间层的 Zr3d、Ti2p和Nls谱的高分辨率XPS分析结果；
[0021] 图16a呈现了没有lOnmFePt磁性层的TiN-ZrOx 30体积％的平视TEM图；
[0022] 图16b呈现了具有10nmFePt磁性层的TiN-ZrOx 30体积％的平视TEM图；
[0023] 图16c表明，TiN-30体积％ZrOx中间层上生长的纯FePt膜的粒度分布与ZrTiON 中间层的粒度分布一致；
[0024] 图 17a_17d显不了CrRu(30nm)/TiN(5nm) _ZrOx 40 体积％/FePt(10nm)膜的高分 辨率TEM图；
[0025] 图18显示了具有不同ZrOx掺杂浓度的ZrTiON中间层上生长的lOnmFePt膜的面 外M_H环；
[0026] 图19显示了面内和面外矫顽力；
[0027] 图20显示了具有各种ZrOx掺杂浓度的ZrTiON中间层上生长的FePt(4nm) -SiOx 35体积％-C20体积％膜的XRD谱；
[0028] 图21a、21b、21c和21d显示了具有各种ZrOx掺杂浓度的ZrTiON中间层上生长的 FePt(4nm)-SiOx 35体积％-C20体积％膜的平视SEM图和相应的统计粒度分布；
[0029] 图 22 显示了TiN和TiN-30 体积 ％Zr0x中间层上的FePt4nm-Si0x35%-C20% 膜的XRD谱；
[0030] 图 23a和 23b显示了TiN和TiN-30 体积％ZrOx中间层上的FePt4nm-Si0x35%-C 20%膜的]?-11环；
[0031] 图 24a显示了 35% (SiOx)+20 % (C)的掺杂浓度；
[0032] 图 24b显示了 40% (SiOx)+20 % (C)的掺杂浓度；
[0033] 图 24c显示了 45% (SiOx)+25 % (C)的掺杂浓度；
[0034] 图25a、25b和25c分别显示了图24a、24b和24c的横截面TEM图；
[0035] 图26a、26b和26c分别是图24a、24b和24c的相应粒度分布；
[0036] 图27汇总了FePt的面内和面外矫顽力；
[0037] 图 28a显示了 35% (SiOx)+20 % (C)的掺杂浓度；
[0038] 图 28b显示了 40% (SiOx)+20 % (C)的掺杂浓度；
[0039] 图 28c显示了 45% (SiOx)+25 % (C)的掺杂浓度；
[0040] 图29a、29b和29c分别显示了图28a、28b和28c的平面TEM图；
[0041] 图30a、30b和30c分别是图28a、28b和28c的相应粒度分布；
[0042] 图 31a、31b和 31c显示了TiN(5nm)-ZrOx 30 体积％上生长的FePt(4nm)-SiOx 35 体积％-C20体积％膜的高分辨率TEM图；
[0043] 图 32a、32b、32c、33a、33b、33c、34a、34b、34c显示了TiN中间层中具有各种Zr〇J_ 杂浓度和FePt层中具有各种SiOx、C掺杂浓度的FePt样品的面内和面外M-H环；
[0044] 图35显示了面内和面外矫顽力对Zr〇J_杂浓度的依赖关系。
【具体实施方式】
[0045] 由于记录层中所用材料的高磁晶各向异性，热辅助磁性记录（HAMR)能够延伸磁 记录的面密度。为了形成HARM介质，可利用一个或多个亚层使高各向异性磁记录层取向和 /或控制高各向异性磁记录层的粒度。例如，对于包含FePt的记录层，可利用这些亚层诱导 FePt膜的L10 (001)织构。FePt(或其他磁性层）的微结构取决于紧邻的下方的亚层，所述 亚层所起的作用是控制磁性层的微结构，如C轴分散度和粒度。例如，亚层可提供以下一种 或多种性质：1)适合磁性层外延生长的晶格结构；2)化学稳定性和扩散阻挡层；以及3)适 合控制磁性层粒度和结晶取向的表面性质。
[0046] 本文所讨论的实施方式涉及利用在磁堆中设置在基片与磁性记录层之间的TiN-X 层。所述TiN-X层可为磁性记录层提供上面所列的至少一些性质。除了促进磁性层外延生 长的取向[例如FePt(001)外延生长]之外，TiN-X层可支持磁性记录层的晶粒两相生长。 此外，TiN-X层还可提供规定大小的热导率和/或阻止位于TiN-X层一侧的磁性层与位于 TiN-X层相反侧的层之间的相互扩散。
[0047] 根据多种实施方式，TiN-X中间层包含TiN和至少一种掺杂材料X，其中X可包含 MgO、TiO、Ti02、ZrN、ZrO、Zr02、HfN、HfO和Hf02、A1N和A1203中的一种或多种。在一些情况 下，掺杂剂X可以是这样一种材料，其对应的金属氮化物在298K下的生成热不小于TiN的 338kJ/g?原子金属（kj/g-atommetal)。在一些实施方式中，TiN-X层与包含CrRu和MgO 中一种或多种的软磁性衬层结合使用。
[0048] 图la显示了包含TiN-X层110的磁堆100。在堆100中，TiN-X层位于磁性记录 层120下方。如图1所示，TiN-X层位于基片101与磁性记录层120之间。在磁性记录层 120上可设置保护性覆层或润滑层150。磁性记录层120是晶粒两相层。磁性记录层120的 第一相包含磁性晶粒121，第二相包含位于磁性晶粒121的晶粒边界之间的非磁性隔离体 122。非磁性隔离体122可包含C、Si02、Al203、Si3N4、BN或其他替代性氧化物、氮化物、硼化 物或碳化物材料中的一种或多种。适用于磁性晶粒121的合适材料包括例如FePt、FeXPt 合金、FeXPd合金、C〇3Pt。尽管这些材料中的任何材料可以各种组合形式用于磁性层120， 本文提供的例子集中于FePt作为磁性记录材料。在一些构造中，磁性记录层包含FePt磁 性晶粒以及位于晶粒之间的包含SiOjPC的非磁性隔离体。磁性层可包含约35-45体积％ 的Si0x和约20体积％的(：。
[0049]TiN-X层110可包含TiN和掺杂剂X。TiN是一类具有面心立方晶格结构的间隙氮 化物陶瓷。TiN与FePt之间的晶格失配度为9. 5%，比MgO的稍大。当在TiN上生长FePt 时，可建立？6?以001)〈001>||11叭100)〈001>||51(100)〈001>取向关系。然而，？6?七与未 掺杂TiN之间的润湿接触可能导致难以通过用隔离材料掺杂FePt来减小FePt粒度。不 过，当用X掺杂TiN以形成TiN-X层110时，该问题可得到缓解。TiN-X层110可包含具有 TiN-X和/或TiN晶粒118的两相晶粒层，其中至少一些X材料位于TiN-X和/或TiN晶粒 118的晶粒边界119。
[0050]TiN-X层 110 中的掺杂剂X可包括例如MgO、TiO、Ti02、ZrN、ZrO、Zr02、HfN、HfO 和Hf02、AIN和A1203中的一种或多种。TiN-X层所具有的厚度可在约2nm-40nm的范围内， 或者大于或等于约30nm。可对TiN-X层的厚度加以选择，以满足规定的热设计标准。作为 TiN-X层的一个例子，X可以是Ti02，其中1102在TiN-X层中的含量大于0且小于或等于约 40体积％。当X是Ti02时，TiN-X层110的组成可以是TiOa45Na55。在这种情况下，磁性记 录层可包括磁性晶粒（参见图1中的元件121)，所述磁性晶粒在磁性层平面内的平均直径 小于约8. 5nm。
[0051] 掺杂剂在TiN-X层中的含量可随着离开基片的距离变化，如箭头199所示，其中箭 头199指向掺杂剂增加的方向。例如，X的含量可从基片101附近的0%变化到磁性记录层 120附近的约30%或40%。
[0052] 作为TiN-X层的另一个例子，X可以是Zr02，其中2抑2在TiN-X层中的含量大于0 且小于或等于约30体积％。在此例子中，磁性记录层可包括磁性晶粒121，所述磁性晶粒在 磁性层平面内的平均直径小于约6nm。
[0053] 在一些实施方式中，磁堆可包括掺杂的TiN-X层111和未掺杂的TiN层112,如图 lb所示。未掺杂的TiN层112位于衬层205与TiN-X层111之间。在一些采用TiN和TiN-X 层的构造中，TiN层可具有约2nm的厚度，TiN-X层可具有约3nm的厚度。TiN-X层111可 包含具有晶粒TiN-X和/或Ti