(57)【要約】【課題】空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置を提供する。【解決手段】空気軸受面（ＡＢＳ）１１３を有する装置であって、書込極１１０と、ペグ１０７およびディスク１０９を有する近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）１０６とを備える。ペグ１０７は、装置の空気軸受面１１３に位置する。装置は、近接場トランスデューサ１０６のディスク１０９に隣接して配置されているヒートシンク１１１と、装置の空気軸受面１１３において近接場トランスデューサ１０６のペグ１０７に隣接して配置されている誘電体ギャップ１０５と、書込極１１０と、誘電体ギャップ１０５、ディスク１０９、およびヒートシンク１１１との間に配置されている適合拡散バリア層１２０とをさらに備える。適合拡散バリア層１２０は、１３５度以下の少なくとも１つの角度を形成している。【選択図】図３
2016177861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置であって、
書込極と、
ペグおよびディスクを有する近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）とを備え、
前記ペグは、前記装置の前記空気軸受面に位置し、さらに、
前記近接場トランスデューサの前記ディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、
前記装置の前記空気軸受面において前記近接場トランスデューサの前記ペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、
前記書込極と、前記誘電体ギャップ、前記ディスク、および前記ヒートシンクとの間に配置されている適合拡散バリア層とを備え、
前記適合拡散バリア層は、１３５度以下の少なくとも１つの角度を形成している、装置。
【請求項２】
前記適合拡散バリア層は、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ウラン（Ｕ）、イットリウム（Ｙ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記適合拡散バリア層は、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記適合拡散バリア層は、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、タンタル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記適合拡散バリア層は、前記書込極に直接隣接して配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記適合拡散バリア層は、約５ｎｍから約３０ｎｍまでの厚みを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
ペグ連結層をさらに備え、
前記ペグ連結層は、前記適合拡散バリア層と、前記誘電体ギャップ、前記近接場トランスデューサ、および前記ヒートシンクとの間に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ペグ連結層は、金（Ａｕ）またはその合金を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ペグ連結層は、約８ｎｍから約２５ｎｍまでの厚みを有している、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
エッチング停止層をさらに備え、
前記エッチング停止層は、前記書込極の反対側において前記適合拡散バリア層に隣接して配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記エッチング停止層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置であって、
書込極と、
ペグおよびディスクを有する近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）とを備え、
前記ペグは、前記装置の前記空気軸受面に位置し、さらに、
前記近接場トランスデューサの前記ディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、
前記装置の前記空気軸受面において前記近接場トランスデューサの前記ペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、
前記書込極と、前記誘電体ギャップ、前記ディスク、および前記ヒートシンクとの間に配置されている適合拡散バリア層とを備え、
前記適合拡散バリア層は、１１０度以下の少なくとも１つの角度を形成しており、かつ、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ウラン（Ｕ）、イットリウム（Ｙ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含む、装置。
【請求項１３】
前記適合拡散バリア層は、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記近接場トランスデューサは、金（Ａｕ）またはその合金を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記適合拡散バリア層は、約５ｎｍから約３０ｎｍまでの厚みを有している、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
ペグ連結層をさらに備え、
前記ペグ連結層は、前記適合拡散バリア層と、前記誘電体ギャップ、前記近接場トランスデューサ、および前記ヒートシンクとの間に配置されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
エッチング停止層をさらに備え、
前記エッチング停止層は、前記書込極の反対側において前記適合拡散バリア層に隣接して配置されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置であって、
書込極と、
ペグおよびディスクを有する近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）とを備え、
前記ペグは、前記装置の前記空気軸受面に位置し、さらに、
前記近接場トランスデューサの前記ディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、
前記装置の前記空気軸受面において前記近接場トランスデューサの前記ペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、
前記書込極と、前記誘電体ギャップ、前記ディスク、および前記ヒートシンクとの間に配置されている適合拡散バリア層とをさらに備え、
前記適合拡散バリア層は、レニウム（Ｒｅ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含む、装置。
【請求項１９】
前記適合拡散バリア層は、１６０度以下の少なくとも１つの角度を形成している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記適合拡散バリア層は、約８ｎｍから約１５ｎｍまでの厚みを有している、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
この出願は、２０１５年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／１３６，５５５号の優先権、および２０１５年５月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／１６７，３１４号の優先権を主張し、これらの開示は引用によって本明細書に援用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概要
空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置が開示されており、この装置は、書込極と、ペグとディスクとを含みペグがＡＢＳにある近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴのディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、装置のＡＢＳに位置するＮＦＴのペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、書込極と誘電体ギャップ、ディスク、およびヒートシンクとの間に配置されている適合（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）拡散バリア層とを備え、適合拡散バリア層が１３５度以下の角度を少なくとも１つ形成している。
【０００３】
また、空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置が開示されており、この装置は、書込極と、ペグとディスクとを含みペグがＡＢＳにある近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴのディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、装置のＡＢＳに位置するＮＦＴのペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、書込極と誘電体ギャップ、ディスク、およびヒートシンクとの間に配置されている適合（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）拡散バリア層とを備え、適合拡散バリア層が１１０度よりも小さい角度を少なくとも１つ形成しており、かつ適合拡散バリア層がモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ウラン（Ｕ）、イットリウム（Ｙ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００４】
また、空気軸受面（ＡＢＳ）を有する装置が開示されており、この装置は、書込極と、ペグとディスクとを含みペグがＡＢＳにある近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）と、ＮＦＴのディスクに隣接して配置されているヒートシンクと、装置のＡＢＳに位置するＮＦＴのペグに隣接して配置されている誘電体ギャップと、書込極と誘電体ギャップ、ディスク、およびヒートシンクとの間に配置されている適合（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）拡散バリア層とを備え、適合拡散バリア層がレニウム（Ｒｅ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００５】
本開示の上記概要は、本開示の開示された各実施形態またはすべての実現例を記載することを意図していない。下記の説明は、より特定的に例示的な実施形態を示す。本願全体にわたるいくつかの箇所において、さまざまな組み合わせで使用可能な例のリストを介して指針が提供されている。各例において、列挙されたリストは、代表的なグループとしての役割を果たすのみであって、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＨＡＭＲ装置を備え得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する記録媒体の断面図である。
【図３】ここに開示される拡散バリア層を備える例示的なＨＡＭＲ磁気記録ヘッドの部分断面図である。
【図４】ここに開示される拡散バリア層および任意のペグ連結層を備える例示的なＨＡＭＲ磁気記録ヘッドの部分断面図である。
【図５】ここに開示される拡散バリア層、任意のペグ連結層、および任意のエッチング停止層を備える例示的なＨＡＭＲ磁気記録ヘッドの部分断面図である。
【図６】実施例において形成され、かつ利用された構造の概略図である。
【図７Ａ】図６に示される構造を確認するための制御構造（界面に層が形成されていない）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。
【図７Ｂ】上記制御構造の評価前のスケールが２０ｎｍでのＳＥＭ像である。
【図７Ｃ】上記制御構造の３００℃で３時間アニールした後のスケールが２０ｎｍでのＳＥＭ像である。
【図７Ｄ】上記制御構造の４００℃で３時間アニールした後のスケールが２０ｎｍでのＳＥＭ像である。
【図７Ｅ】エネルギー分散型Ｘ−ｒａｐ（ＥＤＸ）分光法を用いて定量分析した領域を示すスケールが１００ｎｍでのＳＥＭ像である。
【図８】タンタル（Ｔａ）拡散バリア層を備える例示的な構造のＳＥＭ像である。
【図９】ジルコニウム（Ｚｒ）拡散バリア層を備える例示的な構造のＳＥＭ像である。
【図１０】ルテニウム（Ｒｕ）拡散バリア層を備える例示的な構造のＳＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面は必ずしも縮尺通りではない。図において使用される同一の番号が同一のコンポーネントを指す。しかしながら、ある図においてあるコンポーネントを指すべき番号の使用は、同じ番号でラベル付けされた別の図におけるコンポーネントを限定することを意図するものではないということが理解されるであろう。
【０００８】
詳細な説明
熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲと称される）は、メディアをそのキュリー温度を超える温度まで加熱するために、輻射、例えばレーザによる、を利用して、磁気記録を可能としている。メディアの小さな領域（例えば２０〜５０ｎｍのオーダーの領域）に対し輻射する、例えばレーザ光を照射するために、ＮＦＴが利用されている。磁気記録処理の間、ＮＦＴは、レーザからエネルギーを吸収し、それをとても小さな領域に収束させる。このことはＮＦＴの温度が増加する原因となり得る。ＮＦＴの温度は、約４００℃またはそれ以上にまで達することができる。
【０００９】
ＮＦＴおよび周囲の構造体が処理の間に到達する高い温度は、界面での比較的高い拡散係数により、複数の界面のいずれかを通ってＮＦＴに向かう書込極の材料（例えば鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）原子）の拡散を引き起こす可能性がある。書込極の材料（例えばＦｅおよびＣｏ）の界面を介した拡散は、ペグ、極におけるＮＦＴの周囲のクラッド領域（例えばＮＦＴから極までの間隔−”ＮＰＳ”）、および導波路のコアにおけるＮＦＴの周囲のクラッド領域（例えばＮＦＴ空間（ＮＦＴ  ｓｐａｃｅ）に対するコア−からＮＦＴまでの間隔−”ＣＮＳ”）の組成および光学的特性を変える。これらの変化した組成は、ＨＡＭＲヘッドのパフォーマンスを低下させ、ＮＦＴの早期の故障を引き起こす可能性がある。
【００１０】
開示される装置は、界面を介した書込極の材料の拡散を最小化または完全に防止するように設計され、かつ構成された拡散バリアを備える。特に、拡散バリア層は、ＮＰＳ／極界面およびＮＰＳ／ＮＦＴ界面を通る書込極の材料の拡散を防止しまたは最小化するために、極／ＮＰＳ界面、極／ＮＦＴ界面、または両者の少なくとも一部に加えられ得る。拡散バリア層は、その密度、適合性、またはこれらの組み合わせにより、拡散バリアとしての有利な機能を提供するだろう。開示される拡散バリアは、極材料の拡散のための新たな経路を与えないことにより、より有利なものとなるだろう。比較的高密度でなく、適合性が低く、またはこれらの組み合わせでない拡散バリアの堆積物は、書込極の原子によりＮＦＴへの拡散のために利用される可能性のある新たな経路を与えるだろう。
【００１１】
図１は、磁気媒体１６のトラック１４上においてスライダ１２を位置決めする作動システムを備えるディスクドライブ１０の斜視図である。図１および２に示される当該システムは、開示された構造および多層のガスバリア層を備えることができる。ディスクドライブ１０の特定の構成は、説明を容易にするために示されており、決して本開示の内容に限定されることを意図していない。ディスクドライブ１０は、スピンドル上のアクチュエータアーム２０を軸２２の周りに旋回させるために設けられたボイス・コイル・モーター１８を備える。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、風圧がスライダ１２に印加され、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空中に保たれる。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上のデータを読み取るおよび／または書き込むために、磁気装置またはトランスデューサ（図１には図示しない）を保持している。磁気トランスデューサは付加的な電磁エネルギーを利用して磁気媒体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る記録を容易にする。
【００１２】
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、関連する磁気記憶媒体４２の部分との断面図である。ＨＡＭＲ磁気装置４０は、ペデスタル（ｐｅｄｅｓｔａｌ）４８によって結合された書込極４４と戻り極４６とを含む。導体５２および５４を備えるコイル５０は、ペデスタルを取り囲み、絶縁体５６によって支持される。示されるように、磁気記憶媒体４２は、硬磁性記憶層６２と軟磁性下層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両極内に磁場を誘導する。磁束５８は空気軸受面（ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ（ＡＢＳ））６０で記録ヘッドから出て、領域５８内に囲まれる磁気記憶媒体４２の硬磁性記憶層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、空気軸受面６０に近接する書込極４４に隣接して配置される。近接場トランスデューサ６６は、レーザなどのエネルギー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、硬磁性記憶層６２の部分６９を加熱して保磁力を低下させるために用いられ、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。図２に示されるように、近接場トランスデューサの一部分は、当該装置のＡＢＳ６０に配置されている。
【００１３】
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、および空気軸受面を有するスライダ体を含むことができる。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（および任意のヒートシンク）は、スライダ体の上（またはその中）に配置され得る。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。開示される装置は図１および図２に示されるようなディスクドライブ以外の他のシステムにおいて利用され得ることにも留意すべきである。
【００１４】
図３は、ＨＡＭＲ磁気記録ヘッドの部分拡大図を示す。記録ヘッドは、例えばＣｏＦｅで作製され得る磁極１１０を備える。空気軸受面（ＡＢＳ）１１３は、被覆層（図３には図示しない）によって被覆されていてもよいし定義されていてもよい。記録ヘッドは、導波路１０２も備えていてもよく、導波路１０２は複数のクラッド層間に挟まれたコア層を備えていてもよい。例えば、コア層の下に第２クラッド層が存在し、コア層の上に第１クラッド層が存在し得る。導波路１０２とＮＦＴ１０６との間には誘電体材料が存在し、誘電体材料はコアからＮＦＴまでの間隔（ｔｈｅ  ｃｏｒｅ  ｔｏ  ＮＦＴ  ｓｐａｃｅ）またはＣＮＳ１０４とも呼ばれる。ＣＮＳ１０４は、導波路の一部であってもよい。例えば、第１クラッド層は、誘電体材料（ＣＮＳ１０４）と同じまたは同様の材料で作製されていてもよいし、それらの組み合わせによって作製されていてもよい。空気軸受面１１３およびＮＦＴ１０６に隣接して、誘電体材料または誘電体ギャップ１１５が配置されている。誘電体ギャップ１１５は、ＮＦＴから極までの間隔（ｔｈｅ  ＮＦＴ  ｔｏ  ｐｏｌｅ  ｓｐａｃｅ）またはＮＰＳ１１２の一部を構成していてもよい。近接場トランスデューサ―（ＮＦＴ）１０６は、ペグ１０７およびディスク１０９の２つの部分から成っていてもよい。装置は、ヒートシンク１１１をさらに備えていてもよい。ヒートシンク１１１は、ＮＦＴのディスク１０９と同一の材料または異なる材料であってもよい。いくつかの実施の形態では、ヒートシンク１１１およびディスク１０９は、同一の材料であり、連続する若しくは実施的に連続する、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【００１５】
装置は、拡散バリア層１２０をさらに備えている。ＡＢＳにおいて、誘電体ギャップ１１５および拡散バリア層１２０は、ＮＦＴから極までの間隔またはＮＰＳ１１２を形成している。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、ＮＦＴ１０６内、特にＮＦＴ１０６のペグ１０７内への書込極の材料の拡散を減らすように機能する。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、ＮＰＳおよびＮＦＴの界面を通る書込極の材料の拡散を減らすように機能する。拡散バリアは、誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも後方に離れた場所にまで（ＡＢＳから離れて）延在している。拡散バリアは、誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との界面を通る極材料の拡散を減らすまたは防止することができる。極から装置の他の部材への材料の拡散は、ＮＰＳ、ペグ、ＣＮＳ、またはこれらの組み合わせの組成を変化させ得る。これは、ＮＦＴの不具合、またはヘッドパフォーマンスを低下、もしくはこれらの両方を発生させ得る。
【００１６】
いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、および極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所、および少なくともディスク１０９の一部と極１１０との間に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所、少なくともディスク１０９の一部と極１１０との間、および少なくともヒートシンク１１１の一部と書込極１１０との間に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所、少なくともディスク１０９の一部と極１１０との間、および少なくともＡＢＳと実質的に平行な面を有しているヒートシンク１１１の大部分と書込極１１０との間に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所、少なくともディスク１０９の一部と極１１０との間、およびＡＢＳと実質的に平行な面を有しているヒートシンク１１１の実質的に全ての部分と書込極１１０との間に配置されていてもよい。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層１２０は、少なくとも誘電体ギャップ１１５と極１１０との間、極１１０とディスク１０９との間であって少なくとも誘電体ギャップ１１５とディスク１０９との間の界面よりも（ＡＢＳと反対の方向において）後方に離れた場所、少なくともディスク１０９の一部と極１１０との間、および実質的に全てのヒートシンク１１１と書込極１１０との間に配置されていてもよい。後者の実施の形態が図３に示されている。
【００１７】
いくつかの実施の形態では、拡散バリア層は、非平面の拡散バリア層と呼ばれ得る。非平面の拡散バリアは、他の２つの実質的に平坦な層間にある単に実質的に平坦な層ではない。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層は、適合（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ）拡散バリア層と呼ばれ得る。適合拡散バリア層は、その拡散バリア層が間に位置する表面と適合するものである。いくつかの実施の形態では、適合拡散バリアは、少なくとも誘電体ギャップ１１５と書込極１１０との間の少なくとも幾分平面の部分、ディスク１０９と書込極１１０との間に存在しかつ実質的に平面であるか平面でない任意の部分、ディスク１０９と書込極１１０との間に存在しかつ実質的に平面であるか平面でない任意の部分を含んでいる。非平面、または適合した（またはいずれもの）拡散バリア層は、実質的に平面である１つよりも多い部分を含んでいる。例えば、非平面かつ適合拡散バリア層は、誘電体ギャップ１１５と書込極１１０との間の実質的に内部に平面である部分、ディスク１０９と書込極１１０との間の実質的に内部に平面である他の部分、およびヒートシンク１１１と書込極１１０との間の実質的に内部に平面である他の部分を含んでいる。これらの部分はこれら自体が内部に平面であってもよいが、これらは１つの平面を形成しない。
【００１８】
いくつかの実施の形態では、非平面の拡散バリア層は、１６０度以下、１３５度以下、または１１０度以下である第１角度を少なくとも含んでいる。いくつかの実施の形態では、非平面の拡散バリア層は、７０度から１１０度、８０度から１００度、または８５度から９５度である第１角度を少なくとも含んでいる。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層の第１角度は、ディスク１０９およびヒートシンク１１１に隣接する拡散バリア層の部分によって形成され得る。この角度は、図３において１１６として図示されている。図３に示される特定の例示においては、この角度は約９０度である。
【００１９】
拡散バリア層は、その厚みによって記述され得る。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層は、拡散を最小化または防止するバリア層を作製するために十分な厚みを有することができるので、この層はバリア層の範囲の全域で少なくとも一定である。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層は、ＮＰＳが大きすぎて装置の所望の機能を提供することができなくなるほどには大きくは無い厚みを有することができる。いくつかの例示的な実施の形態では、拡散バリア層は５ナノメートル（ｎｍ）以上、８ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、または１２ｎｍ以上の厚みを有することができる。いくつかの例示的な実施の形態では、拡散バリア層は５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２５ｎｍ以下、または１５ｎｍ以下の厚みを有することができる。
【００２０】
開示される拡散バリア層が極の材料の（たとえば）ＮＦＴ内への拡散をより効果的に低下または防止するために、拡散バリア層を構成する材料の性質が重要となり得る。材料のバルク特性、材料の属性は、さまざまな特性またはそれらの組み合わせを提供するものであるが、拡散バリア層がどの程度効果的に拡散を最小化または防止することができるかを決定することに関連し得る。
【００２１】
いくつかの実施の形態では、拡散バリア層が拡散を最小化または防止するのに効果的に役割を果たし得る材料の１つのバルクまたは物理的特性は、材料の密度を含んでいる。十分に密度が高くない拡散バリア層は、そこを通る拡散のための経路を許容するだろう。一方、十分に密度が高い拡散バリア層は、そこを通る拡散のための経路を含まない。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層は、少なくとも密度８０％、少なくとも密度９０％、少なくとも密度９５％、または密度約１００％であり得る。
【００２２】
開示される拡散バリア層のいくつかの実施の形態での非平面の性質、および十分な密度の拡散バリア層を有することへの要求により、拡散バリア層の形成方法は重要であるだろう。いくつかの実施の形態では、適合した、比較的均一な被覆を提供する成膜方法が利用され得る。いくつかの実施の形態では、有用な成膜方法は、例えば蒸着法、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、イオンビーム蒸着（ＩＢＤ）（例えば垂線（ｎｏｒｍａｌ）に対して制御された角度を有する）、パルス状のカスプマグネトロン（２ＰＣＭ）物理気相堆積（ＰＶＤ）、角度のあるＰＶＤ（例えば４ＰＶＤ／５ＰＶＤ）、電気メッキ法、スパッタリング、およびその他、を含んでいてもよい。いくつかの実施の形態では、ＣＶＤまたはＡＬＤが利用され得る。いくつかの実施の形態では、ＣＶＤが利用され得る。
【００２３】
拡散バリア層の材料として有用であるだろう材料は、ＮＦＴの材料、書込極の材料、または両材料への溶解度が低い材料、低い耐酸化性を有している材料、またはそれらの組み合わせを含んでいることができる。いくつかの実施の形態では、選択された特定の材料は、書込極、ＮＦＴ、または両者への比較的低い溶解度を有していてもよい。いくつかの実施の形態では、選択された特定の材料は、高温（例えば約１００℃以上）においても、書込極、ＮＦＴ、または両者への比較的低い溶解度を有していてもよい。別の方法として、または加えて、拡散バリア層の可能な材料の熱的安定性が考慮され得る。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層のための１つの材料または複数の材料は、比較的高い熱的安定性を有し得るため、拡散バリア層はその物理的形状および寸法を維持し、または実質的に維持することができる。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層のための１つの材料または複数の材料は、比較的高い融点を有していることができる。拡散バリア層のための材料の熱伝導率も、考慮され得る。極とＮＦＴとの間への拡散バリア層の追加がＮＦＴから極への熱伝導に影響を与える可能性があり、そのことがＨＡＭＲヘッドの信頼性に大きな影響を与える可能性がある。このことは、拡散バリア層にＮＦＴの一部のみを被覆させることによって、さらに熱が極に放散され得るようにＮＦＴ、より正確にはＮＦＴのヒートシンクに極との直接的な熱的接触を与えることによって、少なくとも部分的に補償され得る。加えて、またはそれに代えて、拡散バリア層の材料は、熱が拡散バリア層材料に放散され得るように、比較的高い熱伝導率を有しているものであってもよい。
【００２４】
別の方法として、または加えて、拡散バリア層のための可能な材料の耐酸化性が考慮され得る。ＨＡＭＲの書込みの間、反応性ガス（例えばＯ２、Ｈ２Ｏ、ＨＦなど）がオーバーコート層を通って浸透し、拡散バリア層と反応する可能性がある。そのような反応は、拡散バリア層の機械的、物理的、および化学的性質を変化させ、内部応力を生じさせ、拡散バリア層内に欠陥を生じさせ、またはこれらの組み合わせを生じさせる可能性がある。従って、反応性ガス（例えばＯ２、Ｈ２Ｏ、ＨＦなど）との反応に比較的耐性のある材料が有用であるだろう。
【００２５】
拡散バリア層の材料は、光学的特性に基づいて選択されることもできる。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層のための１つの材料または複数の材料は、拡散バリア層によって吸収される光の量を減らすため、比較的低いｎおよび比較的高いｋを有していてもよい。
【００２６】
上記性質、ここで議論されていない付加的な性質、またはこれらの組み合わせを考慮することにより、拡散バリア層のための材料が選択され得る。
【００２７】
いくつかの実施の形態において、拡散バリア層は、１つの金属または複数の金属を含んでいてもよい。拡散バリア層に用いることができる例示的な金属は、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ウラン（Ｕ）、イットリウム（Ｙ）、バナジウム（Ｖ）、またはこれらの組み合わせを含んでいることができる。いくつかの実施の形態では、ここに開示される拡散バリア層は、Ｒｕ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆまたはこれらの組み合わせを含んでいることができる。いくつかの実施の形態では、ここに開示されている拡散バリア層は、Ｔａ，Ｉｒ，Ｒｕ，Ｚｒまたはこれらの組み合わせを含んでいることができる。
【００２８】
Ｍｏ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｈｏ，Ｚｒ，Ｙ，およびＩｒは、それらの比較的高い融点、比較的高い耐酸化性、比較的低い金への溶解度、および比較的良好な熱伝導性により、有用であるだろう。同様に、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｎｄ，Ｎｉ，Ｈｏ，ＺｒおよびＹは、それらが金（Ａｕ）および鉄（Ｆｅ）への比較的低い溶解度を有しているため、有用であるだろう。同様に、Ｉｒも、Ａｕへの低い溶解度を有している。いくつかの実施の形態では、Ｔａ，Ｗ，Ｔｉ，Ｒｈ，またはＲｕも、拡散バリア層に有用であるだろう。Ｔａ，Ｗ，Ｔｉ，Ｒｈ，およびＲｕのいずれかは、それらの比較的高い融点、比較的高い耐酸化性、比較的低い金への溶解度、および比較的良好な熱伝導性により、有用であるだろう。
【００２９】
必要に応じて、温度勾配を増加させ、面密度を増加させ、またはこれらの組み合わせのために、拡散バリア層と、誘電体ギャップ１１５、ディスク１０９、ヒートシンク１１１またはこれらのいずれかの組み合わせとの間に、層が追加されるだろう。この任意の層は、ペグ連結層（ｐｅｇ  ｃｏｕｐｌｅｒ  ｌａｙｅｒ）として記載され得る。図４は、拡散バリア層１２０およびペグ連結層１２２を含む磁気記録ヘッドの部分を示している。いくつかの実施の形態では、ペグ連結層１２２は、例えば、拡散バリア層１２０と誘電体ギャップ１１５、ディスク１０９、ヒートシンク１１１またはこれらのいずれかの組み合わせとの間の温度勾配を増加させるために機能し得る。任意のペグ連結層は、さまざまな材料を含んでいることができ、例えばペグ、ディスク、またはヒートシンクの材料を含んでいることができる。いくつかの実施の形態では、任意のペグ連結層は、プラズモニック元素またはプラズモニック元素を有する合金を含み得る。いくつかの実施の形態では、任意のペグ連結層は、例えば金（Ａｕ）またはＡｕの合金を含み得る。任意のペグ連結層は、例えば５ｎｍ以上、８ｎｍ以上、１０ｎｍ以上の厚みを有することができる。いくつかの実施の形態では、任意のペグ連結層は、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、または１５ｎｍ以下の厚みを有することができる。５０ｎｍ以下のＮＰＳの所望の最大値は、任意のペグ連結層の厚みの上限値に寄与するだろう。
【００３０】
いくつかの実施の形態では、ペグ連結層に関する詳細は、代理人整理番号ＳＴＢ．１６２．Ｕ１、および発明者（Ｔａｅ−Ｗｏｏ  Ｌｅｅ  ａｎｄ  Ｄａｖｉｄ  Ｇｒｕｎｄｍａｎ）を有し、「磁極と近接場トランスデューサとの間に配置された構造（ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＥＤ  ＢＥＴＷＥＥＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＰＯＬＥ  ＡＮＤ  ＮＥＡＲ−ＦＩＥＬＤ  ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ）」と題された、２０１５年１０月１９日に出願された同一出願人による米国特許出願番号１４／８８６，５２４に記載され、その開示は引用によりこの明細書中に組み込まれている。
【００３１】
必要に応じて、エッチング停止層のような、付加的または代替的な層がさらに含まれていてもよい。エッチング停止層は、開示される装置を製造するプロセス、または開示される装置の製造をより容易に、より効率的に、より確実に制御可能とするプロセスを可能とするように機能し得る。例えば、エッチング停止層は、書込極のエッチングを許容するように機能し得る。具体的に、エッチング停止層は、書込極のエッチングを制御する方法を提供する。図５は、拡散バリア層１２０、エッチング停止層１２４、およびペグ連結層１２２を含む磁気記録ヘッドの部分を示す。いくつかの実施の形態では、エッチング停止層は、書込極の材料と実質的に異なる（エッチングの関連するタイプにおいて）エッチングレートを有するいずれかの材料を含んでいればよい。いくつかの実施の形態では、任意のエッチング停止層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、もしくは例えばＴａＮおよびＴｉＮのようなこれらの元素を含む材料、またはこれらの組み合わせを含むことができる。任意のエッチング停止層は、例えば５ｎｍ以上、８ｎｍ以上、１０ｎｍ以上の厚みを有することができる。いくつかの実施の形態では、任意のエッチング停止層は、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、または１５ｎｍ以下の厚みを有することができる。５０ｎｍ以下のＮＰＳの所望の最大厚は、任意のエッチング停止層の厚みの上限値に寄与するだろう。いくつかの実施の形態では、拡散バリア層自体がエッチング停止層として機能し得る。この場合、付加的なエッチング停止層は必要ないだろう。いくつかの実施の形態では、エッチング停止層自体がペグ連結層として機能し得る。この場合、付加的なペグ連結層は必要ないだろう。
【００３２】
実施の形態が、エッチング停止層およびペグ連結層の１つのみを含んでいてもよく（図５に示されるように両方を含んでいるものとは対照的に）、エッチング停止層もペグ連結層も含んでいなくてもよく、またはエッチング停止層およびペグ連結層の両方を含んでいてもよいことに留意すべきである。
【００３３】
いくつかの実施の形態では、ＮＦＴ、より具体的にはペグ、ディスク、ヒートシンクまたはこれらの組み合わせがプラズモニック材料で構成されていてもよい。例示的なＮＦＴの材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）またはこれらの合金、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、またはこれらの組み合わせ、熱伝導性酸化物、イリジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、およびこれらの組み合わせのような、プラズモニック材料を含んでいてもよい。いくつかの実施の形態では、例示的なＮＦＴの材料は、米国特許公開番号２０１３／０２８６７９９、並びに米国特許第８，８３０，８００、米国特許第８，４２７，９２５、および米国特許第８，９３４，１９８に開示されたものを含んでいてもよく、これらの開示は引用によりこの明細書中に組み込まれている。
【００３４】
ＣＮＳ１０４、誘電体ギャップ１１５、および導波路１０２のクラッド層、またはこれらの組み合わせは、同一の材料または異なる材料で構成されていてもよい。クラッド層または構造のいずれかは、一般的に（ＮＦＴの材料と比べて）低い屈折率を有する誘電体材料で形成され得る。例示的な材料は、Ｔａ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＭｇＦ２，Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯＮ，およびＴａＳｉＯｘを含んでいてもよい。「光導波路クラッド材料」と題され、２０１１年２月２３日に出願され、その開示は矛盾しない範囲において引用によりこの明細書中に組み込まれている、米国特許公開番号２０１１／０２０５８６４に開示された材料は、クラッド層または構造のいずれかのために利用され得る。実施の形態では、クラッド層または構造は、例えばＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２で作製され得る。
【実施例１】
【００３５】
例
図６は、拡散バリア層の効果を調べるために形成された構造を示す。誘電体ギャップ（the dielectric gap）は（ＡＬＤまたはＰＶＤを用いて成膜された）ＡｌＯからなり、ペグおよびディスクは（２ＰＣＭＰＶＤを用いて成膜された）金からなり、極は（電気メッキ／電着を用いて成膜された）ＦｅＣｏからなるものとし、誘電体（the dielectric）はＡｌＯとした。表面上の誘電体（the dielectric）は、単にＦｅＣｏの酸化を防止するために加えられた。構造は、界面に層が形成されずに作られたもの、ジルコニウム（Ｚｒ）の１０ｎｍの層（２ＰＣＭＰＶＤを用いて成膜された）が作られたもの、タンタル（Ｔａ）の１０ｎｍの層（ＰＶＤを用いて成膜された）が作られたもの、およびルテニウム（Ｒｕ）の１０ｎｍの層（ＣＶＤを用いて成膜された）が作られたものとした。構造は、最初、３００℃３時間のアニール後、および４００℃３時間のアニール後に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）分析された。
【００３６】
図７Ａ〜７Ｅは、（界面に層が形成されていない）制御構造の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示し、構造を特定する（図７Ａ）、スケール２０ｎｍでのテスト前（図７Ｂ）、スケール２０ｎｍでの３００℃３時間のアニール後（図７Ｃ）、スケール２０ｎｍでの４００℃３時間のアニール後（図７Ｄ）、およびエネルギー分散型Ｘ−ｒａｐ（ＥＤＸ）分光法による定量の範囲（図７Ｅ）を示す。
【００３７】
図８は、界面に１０ｎｍのＴａを含む構造のＳＥＭ像を示す。図９は、界面に１０ｎｍのＺｒを含む構造のＳＥＭ像を示す。図１０は、界面に１０ｎｍのＲｕを含む構造のＳＥＭ像を示す。以下の表１は、（図７Ｅ，８，９および１０に示される）各構造の定量ボックス内の酸素、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、および金の重量％を示す。
【００３８】
【表１】
2016177861.tif 000003
【００３９】
この明細書中に用いられた全ての科学的および技術的用語は、特に断りの無い限り当該技術分野における一般的な意味を有している。この明細書中で与えられる定義は、この明細書中にしばしば用いられるいくつかの用語の理解を促進するためのものであり、本開示の範囲を限定することを意図しない。
【００４０】
「上部」および「底部」（または、「上方」および「下方」のような他の用語）は、この明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる場合、相関的な説明のために厳密に用いられるものであって、記載された要素が位置する部品の全体的な如何なる方向付けをも示唆するものではない。
【００４１】
単数形の「ある」、「１つの」および「その」は、この明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる場合、内容が明らかにそれ以外の意味を規定していない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。
【００４２】
「または」という語は、この明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる場合、内容が明らかにそれ以外の意味を規定していない限り、概して「および／または」を含む意味で用いられる。「および／または」という語は、列挙された要素のうちの１つもしくはすべて、または列挙された要素のうちのいずれか２つもしくは２つ以上の組合せを意味する。
【００４３】
「有する」、「有している」、「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」などは、この明細書中において用いられる場合、オープンエンドの意味で用いられており、概して、「を備えるが、…に限定されない」ことを意味している。「本質的…からなる」、「からなる」などは「含む」などに包含されることが理解されるだろう。たとえば、銀を「備える」導電性トレースは、銀「からなる」かまたは「本質的に」銀「からなる」導電性トレースであり得る。
【００４４】
「本質的に…からなる」は、この明細書中において用いられるように、これが組成物、装置、システム、方法などに関連する場合、組成物、装置、システム、方法などの構成要素が、列挙された構成要素と、組成物、装置、システム、方法などの基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない他のいずれかの構成要素とに限定されることを意味する。
【００４５】
「好ましい」および「好ましくは」という語は、或る環境下で或る利点をもたらし得る実施形態を指す。しかしながら、他の実施形態も同じ環境下または他の環境下では好ましい可能性がある。さらに、１つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用でないことを示唆するものではなく、添付の特許請求の範囲を含む開示の範囲から他の実施形態を除外するように意図されたものではない。
【００４６】
また、この明細書中においては、終点によって数値範囲を記載する場合、その範囲（たとえば、１〜５は１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含み、または、１０以下は１０、９．４、７．６、５、４．３、２．９、１．６２、０．３などを含む）内に包含されたすべての数を含む。値の範囲が特定の値「まで」である場合、その値は当該範囲内に含まれる。
【００４７】
上述の記載および添付の特許請求の範囲において「第１の」、「第２の」などを使用する場合、これは必ずしも、列挙された数の物品が存在することを示すよう意図されたものではない。たとえば、「第２の」基板は、単に、（「第１の」基板などの）別の注入装置から区別されるよう意図されたものである。上述の記載および添付の特許請求の範囲において「第１の」、「第２の」などを使用する場合、これは必ずしもどちらか一方が他方よりも時間的に早いものであることを示すよう意図されたものでもない。
【００４８】
「約」または「およそ」は、この明細書中において用いられる場合、一般的に与えられた値または範囲の２０％以内、１０％以内、または５％以内を意味する「約」は、いくつかの実施の形態では、問題となる値を測定する手段によって決定される範囲を含み得る。実施例を除き、または他に示されなければ、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されるべきである。
【００４９】
このように、拡散バリア層を含む装置の実施の形態が開示されている。上述した実施例および他の実施例は、以下の請求項の範囲内にある。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】
【００５０】
１０  ディスクドライブ、１２  スライダ、１４  トラック、１６  磁気媒体、１８  モーター、２０  アクチュエータアーム、２４  ロードビーム、２６  ヘッド搭載ブロック、２８  サスペンション、４０  磁気装置、４２  磁気記憶媒体、４４，１１０  書込極、４６  戻り極、５０  コイル、５２  導体、５６  絶縁体、５８  磁束、６０，１１３  空気軸受面（ＡＢＳ）、６２  硬質磁性記憶層、６４  軟質磁性下層、６６  近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）、６８，１０２  導波路、１０４  ＣＮＳ、１０７  ペグ、１０９  ディスク、１１１  ヒートシンク、１１５  誘電体ギャップ、１２０  拡散バリア層、１２２  ペグ連結層、１２４  エッチング停止層。
【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５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
2016177861.tif 000016
【図１０】
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【外国語明細書】
2016177861000001.pdf