(57)【要約】      （修正有）【課題】近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を含む装置を提供する。【解決手段】磁気装置３００は、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ３１０）と、ＮＦＴ３１０に隣接する少なくとも１つのクラッド層３１５、３２０、３２５、３３０と、ＮＦＴ３１０と少なくとも１つのクラッド層３１５，３２０、３２５、３３０との間に位置決めされる不連続金属層３３５とを含む。この不連続金属層により、ＮＦＴ３１０を周囲のクラッド層３１５、３２０にしっかりと接着し、磁気装置の動作の間の故障を防止する。【選択図】図３
2014010882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、
前記ＮＦＴに隣接する少なくとも１つのクラッド層と、
前記ＮＦＴと前記少なくとも１つのクラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを備える、装置。
【請求項２】
前記ＮＦＴは、金（Ａｕ）、別の材料でドープされた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、別の材料でドープされた銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、またはアルミニウム（Ａｌ）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＮＦＴは金を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記不連続金属層は約２．５Åから約５０Åの平均厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記不連続金属層は約５Åから約３０Åの平均厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記不連続金属層は約５Åから約２０Åの平均厚みを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記不連続金属層は、フェルミ準位において大量の未充填状態を有する前期３ｄ遷移金属を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記不連続金属層は、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｖ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ、およびＳｎから選択される材料を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記不連続金属層はＺｒを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
装置であって、
エネルギ源と、
前記エネルギ源からエネルギを受けるように構成される近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、
前記ＮＦＴに隣接する少なくとも１つのクラッド層と、
前記ＮＦＴと前記少なくとも１つのクラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを備える、装置。
【請求項１１】
前記エネルギ源はレーザを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＮＦＴは、金（Ａｕ）、別の材料でドープされた金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、別の材料でドープされた銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、またはアルミニウム（Ａｌ）を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記不連続金属層は約２．５Åから約５０Åの平均厚みを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記不連続金属層は約５Åから約２０Åの平均厚みを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記不連続金属層は、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｖ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔａ、およびＳｎから選択される材料を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記不連続金属層はＺｒを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
導波路をさらに備え、前記導波路は前記エネルギ源からの前記エネルギを受けかつこれを前記ＮＦＴに結合するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
装置であって、
近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、
前記ＮＦＴに隣接する表クラッド層と、
前記ＮＦＴと前記表クラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを備える、装置。
【請求項１９】
前記不連続金属層は約２．５Åから約２０Åの平均厚みを有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＮＦＴはＡｕを備え、前記表クラッド層はＳｉＯ2またはＡｌ2Ｏ3を備え、前記不連続金属層はＺｒを備える、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
熱アシスト磁気記録技術（本明細書中では「ＨＡＭＲ」と称する）は、１テラビット／平方インチを超えて記憶密度を増大させるための有望な方策である。ＨＡＭＲヘッドは、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を利用して磁気記録層を加熱することができる。ＮＦＴの材料とＨＡＭＲヘッド中の周囲構造との間の接着が不十分であると、処理または使用中の故障に繋がる可能性がある。したがって、そのような故障を低減する必要性が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許公開第２０１１／０２０５８６３号
【特許文献２】米国特許公開第２０１１／０２０５８６４号
【発明の概要】
【０００３】
概要
近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴに隣接する少なくとも１つのクラッド層と、ＮＦＴと少なくとも１つのクラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを含む装置が開示される。
【０００４】
エネルギ源と、エネルギ源からエネルギを受けるように構成される近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴに隣接する少なくとも１つのクラッド層と、ＮＦＴと少なくとも１つのクラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを含む装置も開示される。
【０００５】
近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴに隣接する表および裏クラッド層と、ＮＦＴと表クラッド層の間およびＮＦＴと裏クラッド層との間に位置決めされる不連続金属層とを含む装置がさらに開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＨＡＭＲ装置を含むことができる磁気ディスクドライブの斜視図である。
【図２】垂直ＨＡＭＲ磁気記録ヘッドおよび関連の記録媒体の断面図である。
【図３】開示する不連続金属層を含む磁気装置の部分の斜視図である。
【図４】接着試験を受ける際に下にある不連続ジルコニウム層の厚みの関数として残る金膜のパーセントを示す図である。
【図５Ａ】不連続金属層を有しない金ＮＦＴの下流化学機械研磨（ＣＭＰ）処理後の断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。
【図５Ｂ】２．５Åの不連続Ｚｒ層を有する金ＮＦＴの下流化学機械研磨（ＣＭＰ）処理後の断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。
【図６Ａ】アニール温度の関数としての４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲のＺｒ不連続層／Ａｕ層膜積層体の屈折率（ｎ）を示す図である。
【図６Ｂ】アニール温度の関数としての４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲のＺｒ不連続層／Ａｕ層膜積層体の消衰係数（κ）を示す図である。
【図７Ａ】成長後未処理のさまざまなＺｒ厚みを有するＺｒ／Ａｕ膜積層体のθ〜２θ走査の図である。
【図７Ｂ】３００℃でのアニール後のさまざまなＺｒ厚みを有するＺｒ／Ａｕ膜積層体のθ〜２θ走査の図である。
【図８】ＡからＤは、不連続Ｚｒ層を有しないまたは有する、アニール前および後の１５０ｎｍのＡｕ膜の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像を示す図である。
【図９Ａ】Ａｕ（１１１）総数に対するＺｒ厚みの影響を示す図である。
【図９Ｂ】Ａｕ粒子径に対するＺｒ厚みの影響を示す図である。
【図１０Ａ】膜が加熱される際に、開示する不連続金属層を有しないＡｕ膜中で生成される熱応力を示す図である。
【図１０Ｂ】膜が加熱される際に、開示する不連続金属層を有するＡｕ膜中で生成される熱応力を示す図である。
【図１１】１５０ｎｍ厚のＡｕ膜に隣接するさまざまな厚みの不連続Ｚｒ膜を有する当該Ａｕ膜の正規化ナノインデンテーション硬度を示すグラフの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図は必ずしも縮尺通りではない。図で用いる同じ番号は同じ構成要素を指す。しかしながら、所与の図で構成要素を参照するために数字を用いることによって、同じ番号で標識付ける別の図中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。
【０００８】
以下の説明では、その一部を形成する、図示例としていくつかの具体的な実施形態を示す添付の図面の組を参照する。本開示の範囲または精神から逸脱することなく他の実施形態が企図され、なされ得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明を限定的な意味で捉えるべきではない。
【０００９】
他に示されなければ、明細書および請求項で用いる特徴サイズ、量、および物性を表現するすべての数字は、すべての事例で「約」という用語で修正されるものと理解すべきである。応じて、そうでないと示されなければ、以上の明細書および添付の請求項で述べる数値パラメータは、本明細書中に開示する教示を利用して当業者が獲得することを求める性質に依存して異なり得る近似である。
【００１０】
終点による数値範囲の記載は、その範囲内に包摂されるすべての数字（たとえば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）およびその範囲内の任意の範囲を含む。
【００１１】
この明細書および添付の請求項で用いるように、内容が明確にそれ以外のことを示していなければ、単数形「a」、「an」、および「the」は複数形の指示対象を有する実施形態を包含する。この明細書および添付の請求項で用いるように、「または」という用語は、内容が明確にそれ以外のことを示していなければ、「および／または」を含むその意味で一般的に用いられる。
【００１２】
「含む」、「含んでいる」などの用語は、限定されるのではなく包含する、すなわち、含みかつ排他的でないことを意味する。「頂部」および「底部」（または「上部」および「下部」のような他の用語）は、厳に相対的な説明のために利用され、記載する要素が位置する物品のいかなる全体的な向きも暗示するものではないことに留意すべきである。
【００１３】
図１は、磁気媒体１６のトラック１４上にスライダ１２を位置決めするための作動システムを含むディスクドライブ１０の斜視図である。ディスクドライブ１０の特定の構成は説明を簡単にするために示すものであり、本開示の範囲をいかなる態様でも限定することを意図するものではない。ディスクドライブ１０は、軸２２の周りでスピンドル上のアクチュエータアーム２０を回転させるように配置されるボイスコイルモータ１８を含む。ロードビーム２４はヘッド搭載ブロック２６でアクチュエータアーム２０に接続される。サスペンション２８はロードビーム２４の端に接続され、スライダ１２はサスペンション２８に取付けられる。磁気媒体１６は軸３０の周りを回転するため、スライダ１２は風圧に遭遇して、磁気媒体１６の表面上方にわずかな距離を空けてスライダが上に保たれる。磁気媒体１６の各々のトラック１４は、データを記憶するためのデータ記憶セルのアレイとともにフォーマットされる。スライダ１２は、磁気媒体１６のトラック１４上のデータを読取るおよび／または書込むための磁気装置またはトランスデューサ（図１には図示せず）を担持する。磁気トランスデューサは付加的な電磁エネルギを利用して媒体１６の表面を加熱し、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）と呼ばれるプロセスによって記録を容易にする。
【００１４】
ＨＡＭＲトランスデューサは、磁場を生成して磁気媒体（たとえば磁気媒体１６）に書込むための磁気書込器と、書込場に近接する磁気媒体の部分を加熱する光学装置とを含む。図２は、磁気装置、たとえばＨＡＭＲ磁気装置４０の部分と、関連の磁気記憶媒体４２の部分との断面図である。ＨＡＭＲ磁気装置４０は、書込極４４と、ペデスタル４８によって結合される戻り極４６とを含む。導体５２および５４を備えるコイル５０はペデスタルを囲み、絶縁体５６によって支持される。示すように、磁気記憶媒体４２は、硬質磁性記憶層６２と軟質磁性下層６４とを備える垂直磁気媒体であるが、パターンドメディアなどの他の形態の媒体であり得る。コイル中の電流はペデスタルおよび極中に磁場を誘導する。磁束５８はエアベアリング面（ＡＢＦ）６０で記録ヘッドから出て、領域５８内に囲まれる記憶媒体４２の硬質磁性層６２の部分の磁化を変更するのに用いられる。近接場トランスデューサ６６は、エアベアリング面６０に近接する書込極４４に隣接して位置決めされる。近接場トランスデューサ６６は、レーザなどのエネルギ源から電磁波を受ける導波路６８に結合される。近接場トランスデューサ６６の端の電界は、硬質磁性層６２の部分６９を加熱して保磁力を低下させるのに用いられ、これにより書込極からの磁場が記憶媒体の磁化に影響を及ぼし得る。
【００１５】
本明細書中に開示する磁気装置は他の構造も含むことができる。本明細書中に開示する磁気装置をより大きな装置の中に組込むこともできる。たとえば、スライダは本明細書中に開示するような磁気装置を含むことができる。例示的なスライダは、前縁、後縁、およびエアベアリング面を有するスライダ体を含むことができる。次に、書込極、読出極、光学的近接場トランスデューサ、およびコンタクトパッド（および光学的ヒートシンク）をスライダ体の上（またはその中）に位置させることができる。そのような例示的なスライダは、たとえばディスクドライブに組込可能なサスペンションに取付け可能である。
【００１６】
図３は、磁気装置の部分の部分斜視図を示す。磁気装置３００は、（以上で論じたような特性を有し得る）書込極３０５と、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）３１０とを含むことができる。図３に示すＮＦＴ３１０は二部構造を有するものとして説明することができるが、ＮＦＴの任意の種類または構造（たとえば、プラズモンギャップ型ＮＦＴまたは「ロリポップ」型ＮＦＴとも称することができるペグディスク型ＮＦＴ）とともに、説明する実施形態を利用できることを認識すべきである。典型的に、ＮＦＴ３１０は、たとえば金（Ａｕ）、別の材料でドープされた金（Ａｕ）（たとえば、ＡｕＧｅ）、銀（Ａｇ）、別の材料でドープされた銀（Ａｇ）（たとえばＡｇＧｅ）、銅（Ｃｕ）、およびアルミニウム（Ａｌ）などの材料からなることができる。いくつかの実施形態では、ＮＦＴ３１０は、２０１１年２月２３日に出願された、「向上した熱安定性を有するＨＡＭＲ  ＮＦＴ材料」と題された、その開示がその引用によって本明細書に援用される特許文献１に列挙される材料からなることもできる。
【００１７】
開示する磁気装置は少なくとも１つのクラッド層も含む。例示的な磁気装置３００は、表クラッド３１５および３２０、底部クラッド３２５、ならびに頂部クラッド３３０を含む。一般的に、記載の実施形態では、ＮＦＴ３１０は全体的にクラッド材料で取囲まれる。少なくとも１つのクラッド層（およびこの実施形態では、表クラッド３１５および３２０、底部クラッド３２５、ならびに頂部クラッド３３０）は、一般的に（ＮＦＴの材料に対して）屈折率が低い誘電材料から形成可能である。例示的な材料は、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＭｇＦ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯＮ、およびＴａＳｉＯxを含む。２０１１年２月２３日に出願された、「光導波路クラッド材料」と題された、その開示がその引用によって本明細書に援用される特許文献２に開示される材料も、表クラッド３１５および３２０、底部クラッド３２５、頂部クラッド３３０、またはその何らかの組合せに利用可能である。実施形態では、クラッド層は、たとえばＡｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2からなる。
【００１８】
ＮＦＴ３１０を周囲のクラッド層にしっかりと接着させることがしばしば困難であり得る。ＮＦＴ３１０がそれを取囲む材料にしっかりと接着していなければ、磁気装置は磁気装置の処理の間またはその動作の間に故障する可能性がある。開示する磁気装置は不連続金属層３３５も含む。不連続金属層は単一の層であることができるが、そうである必要はないことに留意すべきである。「不連続金属層」という文言は、ＮＦＴと周囲のクラッド層との間に位置決めされる１つよりも多くの構造または層を指すのに利用可能である。開示する不連続金属層は、一般的に、ＮＦＴの表面と隣接する周囲のクラッド層との間に位置することができる。実施形態では、不連続金属層をＮＦＴの各表面と各周囲クラッド層との間に位置決め可能であり、実施形態では、不連続金属層はＮＦＴの各々よりも少ない表面と周囲クラッド層との間に位置決めすることができる。実施形態では、不連続金属層は、表クラッド層３１５および３２０、底部クラッド層３２５、頂部クラッド層３３０、またはその何らかの組合せと接するＮＦＴの表面同士の間に位置決め可能である。いくつかの実施形態では、不連続金属層は、実質的に表クラッド層３１５および３２０、ならびに実質的に底部クラッド層３２５のすべてと接することができる。いくつかの実施形態では、不連続金属層３３０がさまざまなクラッド層の表面のうちいくつかまたはすべてに優先的に接するように堆積プロセスを制御することができる。
【００１９】
開示する不連続金属層は一般的に、クラッド層との向上した化学結合を与え、界面反応を全く有しないかもしくは界面反応が限られ得、ＮＦＴ結合効率損失のレベルが許容可能であり得る材料、またはその何らかの組合せから形成可能である。
【００２０】
クラッド層との向上した化学結合を与えることができる材料は、少なくとも部分的に充填された伝導帯またはいくつかの実施形態では空の伝導帯を有する材料としても説明することができる。空の伝導帯は、材料が付加的な電子を受入れかつ（クラッド層からの）酸素との化学結合を形成するのをより容易にする。材料は、フェルミ準位において大量の未充填状態を有する前期３ｄ遷移金属であり、かつドナー−アクセプタ型結合に加わり得るものとしても説明可能である（クラッド材料（たとえば、酸化物アニオン（酸素）原子）からの電子が不連続金属層の未充填３ｄ状態に遷移することができる）。クラッド層との向上した化学結合を与えることができる材料は、それらのより大きな負の酸化物の形成の熱を有する材料としても説明することができる。そのような材料ならば酸化物基板としっかりと結合する確率がより高いであろう。なぜなら、そのような結合は熱力学的に好ましいであろうからである。そのような材料は、たとえば、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、バナジウム（Ｖ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、タンタル（Ｔａ）、および錫（Ｓｎ）を含むことができる。
【００２１】
界面反応を有しないか界面反応が限られている材料は、ＮＦＴおよび／またはクラッド材料への拡散が一般的に全くないまたは拡散が最小限である材料を含む。そのような材料は金属間化合物の形成も有しない。材料は望ましくは約４００℃の温度までそのような性質を維持するであろう。これにより、ＮＦＴ材料の光学的性質および良好な熱安定性の劣化を最小限にする（または確実に最小限にする）ことができる。
【００２２】
許容可能なレベルのＮＦＴ結合効率損失を提供する材料も望ましい。不連続金属層の不連続性も許容可能なレベルの結合効率損失に寄与する。そのような材料は一般的に、比較的高い屈折率を有することができる。ＮＦＴ材料とクラッド材料層との界面での非プラズモン金属層、たとえば不連続金属層、の存在は、当該界面が表面プラズモンを支持する能力を「低下させる」と考えられ、これは、ＮＦＴからの電界送出がより弱くなるという結果になり得る。一般的に、共鳴に基づくＮＦＴについては、効率に関する良度指数（ＦＯＭ）を、複素光学誘電率の虚部に対する実部の比と考えることができる。小さな負もしくは正の実部および／またはより大きな正の虚部を有する非プラズモン金属を導入すると、正味ＦＯＭが劣化することがある。層の厚みを小さくすることによってＦＯＭの劣化を最小限にすることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、開示する不連続金属層は、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、スカンジウム（Ｓｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、バナジウム（Ｖ）、シリコン（Ｓｉ）、またはゲルマニウム（Ｇｅ）、タンタル（Ｔａ）、および錫（Ｓｎ）から形成することができる。いくつかの実施形態では、開示する不連続金属層はＺｒからなることができる。
【００２４】
開示する不連続金属層は金属材料の数多くの「島」から構成されると説明することができる。島は、異なる大きさおよび形状を有することができるが、そうである必要はない。島は、その性質が全く不規則であることができるが、そうである必要はない。開示する不連続金属層は、厚みが単分子層未満である、または平均厚みが単分子層未満であると説明することができる。開示する不連続金属層は平均厚みによって説明することができる。開示する不連続金属層の材料は、典型的に、層全体に亘って存在しないことを理解すべきである。実施形態では、開示する不連続金属層の平均厚みは、２．５Å〜５０Å、５Å〜３０Å、または５Å〜２０Åであることができる。
【００２５】
不連続金属層の平均厚みは、たとえば透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）またはＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定可能である。厚みは、厚みがわかっている標準サンプルからの較正を用いて定めることができる。
【００２６】
開示する不連続金属層を形成する例示的な方法は、非常に遅い堆積速度を用いたマグネトロンスパッタリングを含むことができる。一般的に、プロセスは金属単分子層未満の厚みを目標とするように設定されて、不連続層が形成される。開示する不連続金属層を形成する１つの例示的な方法は、不連続金属層およびＮＦＴ層が真空を破壊せずに堆積されるインサイチュー堆積である。そのような方法は、接着性を損なう可能性がある不連続金属層の酸化を妨げることができる。開示する不連続金属層を形成する別の例示的な方法は、化学気相成長（ＣＶＤ）または原子層堆積（ＡＬＤ）などの低エネルギプロセスを含むことができる。そのような技術を用いる場合、吸着原子の移動度およびクラッド層の材料に対する高い金属表面自由エネルギがないことにより、幾分（または実施形態では非常に）規則的な分布の小径の島を成長させる。これはＮＦＴ／クラッド層界面でのトポグラフィ的噛み合い（topographical interlocking）を促進する。島状の膜構造は、材料の「活性化ディウェッティング（activated dewetting）」を用いて形成することもでき、ここでは周囲金属堆積の後に急速な熱アニールを行なって、島への膜の分離を促進する。
【００２７】
不連続金属層は、向上した化学結合、ナノスケールトポグラフィ、限定された界面反応（拡散、金属間化合物の形成）、またはその何らかの組合せを与えて、ＮＦＴと少なくとも１つのクラッド層との間の接着を改善すると考えられる。不連続金属層の不連続性により、不連続金属層の材料はＮＦＴの活性プラズモン界面の小さな部分しか占めない。これにより、ＮＦＴの光学的性質に不利に影響を及ぼすことなく接着が向上することができる。
【００２８】
不連続金属層を形成するプロセスを、磁気装置の全体的な製造プロセスに容易に統合することができる。全体的に、開示する不連続金属層を用いると、ＮＦＴの剥離による歩留り損失が低減されるかまたはなくなり、かつ磁気装置の現在の形成プロセスにほとんど影響することなく磁気装置の動作の間のＮＦＴ寿命の長期化に寄与するであろう。
【００２９】
開示する不連続金属層を用いると、ＮＦＴ材料の結晶構造を修正することによってＮＦＴ材料の機械的強度が向上することもわかった。たとえば、ＮＦＴが金からなる実施形態では、開示する不連続金属層を用いるとＡｕ（１１１）総数が増し、これは約３００℃までＡｕ粒子安定性および応力緩和耐性を向上させる。これは、ＮＦＴおよびしたがって磁気装置全体の長期に亘る信頼性に寄与することができる。実施形態では、不連続金属層を含むと、（金ＮＦＴ層などの）隣接する層の機械的強度を増すことができ、これは究極的に、開示する不連続金属層を含む熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）ヘッドなどの機械的装置の向上した性能、安定性、および長期に亘る信頼性をもたらすことができる。
【実施例】
【００３０】
本開示はそのように限定されないが、以下に与える実施例の考察を通して開示のさまざまな局面が認められるであろう。
【００３１】
不連続金属層との接着
ＳｉＯ2／ｘÅのＺｒ／２５００ÅのＡｕという３層構造を作製した。アルゴン（Ａｒ）イオンエッチを用いて真空チャンバ中でまず基板を予めエッチングして基板の表面を清浄にした。次に、ジルコニウム（Ｚｒ）ターゲットからの直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタリングによって、Ｚｒ膜を形成した。構造に対してシートフィルムテープテストを行なって残留膜の百分率を定めた。シートフィルムテストは、ウェハの上に膜を堆積し、次に膜の上に（粘着側を下向きにして）テープを貼って、これを引き剥がすことによって行なう。強く接着した膜は基板に貼りついたままであり、テープは膜の断片を剥がさずに剥がれる。接着が十分でない膜の場合、テープとともに膜が剥がれてしまう。図４は、２００Ｗおよび５００Ｗでのジルコニウム（Ｚｒ）の厚みの関数としての残留百分率を示す。図４に見られるように、不連続Ｚｒ層がない場合、金はしっかりと接着しておらず、金膜の１００％が引き剥がされた。テープテストに耐える構造が証明するように、不連続Ｚｒ層の追加が１．２５Åですら、ＳｉＯ2に対する金の接着が向上している。
【００３２】
ＮＦＴ構造を有する不連続金属層
図５Ａおよび図５Ｂは、不連続金属層を有しない（図５Ａ）および不連続な２．５ÅのＺｒ層を有する（図５Ｂ）、金ＮＦＴの下流化学機械研磨（ＣＭＰ）処理後の断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。図５Ａに見られるように、開示する不連続金属層がない場合、金ＮＦＴはクラッド層中のトレンチから引き出されてしまった。２．５ÅのＺｒ層の場合、図５Ｂに見られるように、金ＮＦＴはＣＭＰの後ですらクラッド層中のトレンチの中に固く接着したままである。
【００３３】
光学的性質
開示する不連続金属層を含む構造の光学的性質を、堆積した際のおよびさまざまな条件でアニールした後の、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長に亘る屈折率（ｎ）および消衰係数（κ）を測定することによって評価した。図６Ａは、成長後未処理、２分間の２００℃でのアニール後、２分間の３００℃でのアニール後、および２分間の４００℃でのアニール後の、２．５ÅのＺｒの上に１００ｎｍのＡｕ層を含む構造の４００ｎｍ〜１０００ｎｍの屈折率（ｎ）を示し、図６Ｂはその消衰係数（κ）を示す。図６Ａに見られるように、光学的劣化は存在せず、このことはＺｒ／Ａｕ界面が４００℃まで化学的に安定していることを示す。
【００３４】
化学的安定性
Ｘ線回折を用いて界面の化学的安定性も調査した。成長後未処理の（図７Ａ）および３００℃でのアニール後の（図７Ｂ）さまざまなＺｒ厚みを有するＺｒ／Ａｕ膜積層体のθ〜２θ走査を図７Ａおよび図７Ｂに見ることができる。両方の図に見られるように、Ａｕは大部分が（１１１）配向に存在するが、不連続Ｚｒ層がない場合、（２００）および（３１１）配向も存在する。不連続Ｚｒ層を有する場合、非（１１１）配向は大部分が排除されている。なお、面心立方（「ｆｃｃ」）金属については、（１１１）が一般的に最もエネルギ的に安定した配向である。というのも、それは膜／周囲界面に現れる最も低いエネルギ面であるからである。図７Ａと図７Ｂとを比較することにより、膜積層体の中に付加的な位相形成が存在しないことがわかり、このことは２つの材料間の化学反応が最小限であることを示す。
【００３５】
Ａｕ層の機械的強度
図８Ａから図８Ｄは、アニールの前後の、５Åの不連続Ｚｒ層を有しないおよび有する１５０ｎｍのＡｕ膜の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像を示す。図８Ａと図８Ｂとを比較することにより、隣接する不連続Ｚｒ層を有しない金層は、２００℃でのアニール後に顕著な粒子成長を経ることがわかる。図８Ｃと図８Ｄとを比較することによってわかるように、５ÅのＺｒ層を有する場合、粒子成長は４００℃のアニールの後ですら劇的に減速する。さらに、Ａｕ（１１１）総数（図９Ａ）およびＡｕ粒子径（図９Ｂ）ならびに安定性に対するＺｒ厚みの影響が存在するように思われる。先の図９Ａに見られるように、Ａｕ（１１１）配向総数はＺｒ厚みとともに増し、５ÅのＺｒでピークとなる。一般的に、より高い機械的強度とＡｕ（１１１）配向との間には相関がある。これは、より少ない粒子成長／再配向に関する機械的軟化メカニズムによる可能性が最も高い。図９Ｂは、異なるアニール温度でのＺｒ厚みの関数としてのＡｕ粒子径を示す。粒子成長は機械的軟化メカニズムのうちの１つであり、上昇した温度でこれを減速すると機械的強度が向上する。５ÅのＺｒは、４００℃まで、最小Ａｕ粒子径および最も少ない粒子成長を促進すると思われる。
【００３６】
機械的安定性
以上で観察されるＡｕ（１１１）配向およびＡｕ粒子安定性の向上は、機械的安定性、すなわち塑性変形またはクリープ、の尺度である改良された応力緩和温度に変わると示された。この現象は、膜を加熱し、生成される応力をモニタすることによって測定された。加熱されると、Ａｕ膜とＳｉ基板との間の熱膨張率の不整合により、Ａｕ膜中に圧縮応力が発生する。Ａｕ膜中の応力の発生を測定するため、温度を各温度で一定に保つ（図中の階段状の線）。図１０Ａは、不連続Ｚｒ層がない場合に、Ａｕが１００℃の低温から緩和し始めると生成される熱応力を示し、このことは塑性変形がこの温度から開始することを示す。図１０Ｂは、５ÅのＺｒ不連続層を有する場合にそのような緩和が２５０−３００℃まで起こらないことを示し、これは塑性変形に対する向上した耐性および機械的安定性を示し、このことは究極的に、不連続層を有するＮＦＴを含む装置の信頼性を向上させる。
【００３７】
不連続層によるＡｕ膜の機械的強度の向上は、ナノインデンテーション硬度測定によってさらに確認された。図１１に示すように、金の硬度は、厚みが２．５Åしかない不連続Ｚｒ層により約７０％向上した。
【００３８】
このように、近接場トランスデューサを備える装置の実施形態を開示する。上述の実現例および他の実現例は以下の請求項の範囲内に入る。当業者は、開示したもの以外の実施形態で本開示を実践できることを認めるであろう。開示する実施形態は例示の目的のために提示されるものであり、限定のためではない。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ディスクドライブ、１２  スライダ、１４  トラック、１６  磁気媒体、２０  アクチュエータアーム、２４  ロードビーム、４０  ＨＡＭＲ磁気装置、４２  磁気記憶媒体、３００  磁気装置、３１０  近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）、３１５、３２０、３２５、３３０  クラッド層、３３５  不連続金属層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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