(57)【要約】【課題】非晶質ガスバリア層を含む装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】装置は、近接場変換器（ＮＦＴ）と、ＮＦＴの少なくとも一部の上面に配置された非晶質ガスバリア層と、ガスバリア層の少なくとも一部の上面に配置された耐摩耗性層とを含む。【選択図】図３Ａ
2016095893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場変換器（ＮＦＴ）と、
前記ＮＦＴの少なくとも一部の上面に配置された非晶質ガスバリア層と、
前記ガスバリア層の少なくとも一部の上面に配置された耐摩耗性層とを含む、装置。
【請求項２】
前記非晶質ガスバリア層の材料は、３ｎｍ以下の平均粒径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記非晶質ガスバリア層は、０．１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記非晶質ガスバリア層は、
酸化タンタル（ＴａＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、酸化二オブ（ＮｂＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、またはそれらの一部の組合わせ、
窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、またはそれらの組合わせ、または
上記両方の組合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記非晶質ガスバリア層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、またはそれらの一部の組合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記非晶質ガスバリア層は、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、またはそれらの組合わせを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記非晶質ガスバリア層は、第１の非晶質ガスバリア層と、第２の非晶質ガスバリア層とを含み、
前記第１の非晶質ガスバリア層は、前記第２の非晶質ガスバリア層よりもＮＦＴに近い、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の非晶質ガスバリア層は、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化ホウ素（ＢＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、シリコンオキシ窒化物（ＳｉＯＮ）、アルミニウムオキシ窒化物（ＡｌＯＮ）、クロムオキシ窒化物（ＣｒＯＮ）、ゲルマニウムオキシ窒化物（ＧｅＯＮ）、ホウ素オキシ窒化物（ＢＯＮ）、タンタルオキシ窒化物（ＴａＯＮ）、タンタルシリコンオキシ窒化物（ＴａＳｉＯＮ）、チタンオキシ窒化物（ＴｉＯＮ）、ジルコニウムオキシ窒化物（ＺｒＯＮ）、ハフニウムオキシ窒化物（ＨｆＯＮ）、イットリウムオキシ窒化物（ＹＯＮ）、イットリウムシリコンオキシ窒化物（ＹＳｉＯＮ）、またはそれらの組合わせを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記非晶質ガスバリア層は、１つ以上の網目形成元素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
１つ以上の網目形成元素は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）およびクロム（Ｃｒ）から選択される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記１つ以上の網目形成元素は、５原子％（ａｔ％）〜９０ａｔ％の量で非晶質ガスバリア層中に存在する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置は、ＮＦＴ接着層と耐摩耗性接着層とのうち少なくとも一方をさらに含み、
前記ＮＦＴ接着層は、前記ＮＦＴと前記非晶質ガスバリア層との間に配置されており、
前記耐摩耗性接着層は、前記非晶質ガスバリア層と前記耐摩耗性層との間に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、ＮＦＴ接着層と耐摩耗性接着層との両方をさらに含み、
前記ＮＦＴ接着層は、前記ＮＦＴと前記非晶質ガスバリア層との間に配置されており、
前記耐摩耗性接着層は、前記非晶質ガスバリア層と前記耐摩耗性層との間に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
近接場変換器（ＮＦＴ）と、
前記ＮＦＴの少なくとも一部の上面に配置された非晶質ガスバリア層と、
前記ＮＦＴと前記非晶質ガスバリア層との間に配置されたＮＦＴ接着層と、
前記ガスバリア層の少なくとも一部の上面に配置された耐摩耗性層とを含む、装置。
【請求項１５】
前記非晶質ガスバリア層の材料は、３ｎｍ以下の平均粒径を有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記非晶質ガスバリア層は、０．１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さを有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記非晶質ガスバリア層は、
酸化タンタル（ＴａＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、酸化二オブ（ＮｂＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、またはそれらの一部の組合わせ、
窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、またはそれらの組合わせ、または
上記両方の組合わせを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記非晶質ガスバリア層は、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、またはそれらの組合せを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
方法であって、
近接場変換器（ＮＦＴ）を形成する工程と、
金属層を蒸着した後、前記金属層の少なくとも一部を酸化することによって、前記ＮＦＴの上面に非晶質ガスバリア層を形成する工程とを備え、
前記金属層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびこれらの組合わせを含み、
前記ガスバリア層の上面に耐摩耗性層を形成する工程とを備える、方法。
【請求項２０】
金属層を蒸着した後、前記金属層の少なくとも一部を酸化するステップを繰返す工程をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
優先権主張
本願は、２０１４年１１月１１日に提出された米国仮出願第６２／０７８１１３号に基づく優先権の利益を主張し、その開示全体が引用により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
開示されたのは、近接場変換器（ＮＦＴ）と、ＮＦＴの少なくとも一部の上面に配置された非晶質ガスバリア層と、ガスバリア層の少なくとも一部の上面に配置された耐摩耗性層とを含む装置である。
【０００３】
また、開示されたのは、近接場変換器（ＮＦＴ）と、ＮＦＴの少なくとも一部の上面に配置された非晶質ガスバリア層と、ＮＦＴと非晶質ガスバリア層との間に配置されたＮＦＴ接着層と、ガスバリア層の少なくとも一部の上面に配置された耐摩耗性層とを含む装置である。
【０００４】
さらに、開示されたのは、近接場変換器（ＮＦＴ）を形成する工程と、金属層を蒸着した後、金属層の少なくとも一部を酸化することによって、ＮＦＴの上面に非晶質ガスバリア層を形成する工程とを備え、金属層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびこれらの組合わせを含み、ガスバリア層の上面に耐摩耗性層を形成する工程とを備える方法である。
【０００５】
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示のすべての実現例を説明するように意図していない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本願は、いくつかの箇所において、一連の実施例を介してガイダンスを提供する。これらの実施例は、さまざまな組合わせで使用されることができる。各箇所において、列挙された実施例は、代表的なもののみとしてみなされ、排他的なもの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装置を含み得る磁気ディスク装置の斜視図である。
【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３Ａ】開示されたガスバリア層を含む装置の断面図である。
【図３Ｂ】開示されたガスバリア層を含む別の装置の断面図である。
【図３Ｃ】開示されたガスバリア層を含む別の装置の断面図である。
【図４Ａ】開示されたガスバリア二重層を含む装置の断面図である。
【図４Ｂ】開示されたガスバリア二重層を含む別の装置の断面図である。
【図５】たとえば網目形成元素（Ｍｅ）がどのように酸化物を影響する具体例として、バイナリケイ酸ナトリウムガラスの構造を示す概略的二次元図である。
【図６Ａ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図６Ｂ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図６Ｃ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図７Ａ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図７Ｂ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図７Ｃ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【図７Ｄ】焼鈍処理の後、上面に形成されたさまざまな層を有する例示ＮＦＴのＳＥＭ画像である。
【０００７】
図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれてない。図面に使用された同様の参照番号は、同様の構成要素を指す。しかしながら、理解すべきことは、参照番号を使用して所定の図面中の構成要素を参照する場合、同様の参照番号に付された別の図面中の構成要素を限定する意図をしていないことである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
熱補助磁気記録（以下、ＨＡＭＲと称する）は、たとえばレーザからの放射線を利用して、媒体をキュリー温度を超える温度に加熱することによって、磁気記録を可能にする。放射線たとえばレーザビームなどを媒体の小さな領域（たとえば、２０〜５０ｎｍ程度）に送達するために、ＮＦＴを利用する。磁気記録動作中に、ＮＦＴは、レーザからのエネルギーを吸収して、非常に小さな領域に合焦することによって、ＮＦＴの温度を上昇させる。ＮＦＴの温度は、約４００℃以上に上昇されることができる。
【０００９】
ＮＦＴおよび周囲構造が動作中に達した高温は、書込み磁極の酸化、腐食、またはその両方を引起し得る。また、このような高温は、ペグの上面に配置された接着層の酸化を引起すことができ、よって、その上面に配置されたオーバーコート層を含むペグが周囲構造からの剥離をもたらし得る。最終的には、これらのプロセスは、たとえば、ペグ変形、ペグ凹み、磁極の酸化、磁極の突出、およびオーバーコート層の損傷を引起し得る。また、これらのすべての影響は、媒体に送達される磁場を低減し得り、それによって、媒体への書込みを影響し得る。
【００１０】
開示された装置は、耐摩耗性層に隣接して、磁気ヘッドのＮＦＴの少なくともペグ領域の上面に配置された１つ以上のガスバリア層を含む。ガスバリア層は、磁気ヘッド上面の構造全体のガスバリア性を向上させるように機能することができる。このガスバリア層は、オーバーコート構造の一部としてみなされることができ、またはオーバーコート構造と協働して機能する別体の層または別体の構造としてみなされることができる。
【００１１】
図１は、スライダ１２を磁気媒体１６のトラック１４の上方に位置決めるための作動システムを含むディスクドライブ１０を示す斜視図である。図示されたディスクドライブ１０の詳細構成は、説明を簡単にする目的であって、本開示の範囲を限定することを意図していない。ディスクドライブ１０は、軸２２の周りのスピンドルを中心にしてアクチュエータアーム２０を回転するように配置されたボイスコイルモータ１８を備えている。ロードビーム２４は、ヘッド取付ブロック２６によって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の一端に接続され、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、空気の偏流がスライダ１２を磁気媒体１６の表面から小さな距離で浮上させるように、軸３０を中心にして回転する。磁気媒体１６の各トラック１４には、データを記憶するための一連のデータ記憶セルが形成されている。スライダ１２は、データを書込むおよび／またはトラック１４からデータを読取るための磁気装置または磁気変換器（図１には図示せず）を磁気媒体１６のトラック１４上に運搬する。磁気変換器は、追加の電磁エネルギーを利用して、媒体１６の表面を加熱することによって、熱補助磁気記録（ＨＡＭＲ）と呼ばれたプロセスによる記録を容易にする。
【００１２】
ＨＡＭＲ変換器は、磁気媒体（たとえば、磁気媒体１６）に書込むための書込み磁場を発生する磁気書込み器と、書込み磁場に近接する磁気媒体の一部を加熱する光学装置とを含む。図２は、磁気装置の一部、たとえばＨＡＭＲ磁気装置４０および関連する磁気記憶媒体４２の一部を示す断面図である。ＨＡＭＲ磁気装置４０は、書込み磁極４４と、台座４８に連結されたリターン磁極４６とを含む。導体５２および５４を含むコイル５０は、台座を囲み、絶縁体５６によって支持される。図示のように、磁気記憶媒体４２は、硬磁性記録層６２と軟磁性下地層６４とを備えた垂直磁気媒体であるが、パターン化媒体のような他の種類の媒体であってもよい。コイル内の電流は、台座および磁極に磁場を誘発する。磁束５８は、記録ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）６０から出射され、磁束５８により囲まれた記憶媒体４２の硬磁性層６２の一部の磁化を変更するように使用される。近接場変換器６６は、書込み磁極４４に隣接して配置され、浮上面６０に近接している。近接場変換器６６は、レーザなどのエネルギー源からの電磁波を受入れる導波路６８に連結されている。近接場変換器６６端部の電場を用いて、硬磁性層６２の一部６９を加熱することによって、保磁力を低下させる。これによって、書込み磁極からの磁場は、記憶媒体の磁化に影響を与えることができる。図２から分かるように、近接場変換器の一部は、装置のＡＢＳ  ６０に位置している。
【００１３】
本明細書に開示された装置は、他の構造を含むこともできる。本明細書に開示された装置は、より大きな装置に組込むことができる。たとえば、スライダは、本明細書中に開示された装置を含むことができる。例示的なスライダは、前縁と後縁と浮上面とを有するスライダ本体を含むことができる。書込み磁極と、読込み磁極と、光学近接場変換器と、接触パッドと（必要に応じてヒートシンクと）は、スライダ本体の上面（または内部）に配置されることができる。こ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むことができるサスペンションに取付けられることができる。また、留意すべきことは、開示された装置を図１に示されたディスクドライブ以外のシステムに適用することができることである。
【００１４】
図３Ａは、例示的な装置３００の断面図を示す。装置３００は、基板３０１と、非晶質ガスバリア層３０２と、耐摩耗性層３０３とを含む。非晶質ガスバリア層３０２は、基板３０１と耐摩耗性層３０３との間に配置されている。基板３０１は、ＮＦＴまたはその一部を含んでもよく、ＮＦＴまたはその一部であってもよい。いくつかの実施形態において、基板３０１は、より大きな構造体または装置のＡＢＳに位置するＮＦＴの一部を含むことができる。留意すべきことは、非晶質ガスバリア層３０２および耐摩耗性層３０３は、ＮＦＴまたはＮＦＴの一部だけではなく、それ以外の部分を覆うことができることである。
【００１５】
また、留意すべきことは、本明細書に記載された非晶質ガスバリア層は、磁気記録媒体のガスバリア性を改善するために、磁気記録媒体に利用されることができ、同様にまたはその代わりに、磁気ヘッド上面に配置された非晶質ガスバリア層として利用することができることである。本明細書において、磁気ヘッドに利用することができる非晶質ガスバリア層に関する詳細な説明は、磁気記録媒体にも同様に利用することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、ＮＦＴは、プラズモニック材料から作ることができる。例示的なＮＦＴ材料は、プラズモン材料、たとえば、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）またはそれらの合金と、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）またはそれらの組合わせと、熱伝導性酸化物と、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）と、それらの組合わせを含むことができる。比較的低い耐酸化性を有する材料（たとえば、Ｒｈ、ＴｉＮ、ＺｒＮなど）から作られたＮＦＴの場合、ＮＦＴの酸化は、ＮＦＴの機能損失につながる可能性がある。いくつかの実施形態において、例示的なＮＦＴ材料は、米国特許公開第２０１３／０２８６７９９号、米国特許第８４２７９２５号、２０１３年６月２１日に出願され、「薄膜構造を含む磁気装置」と題された米国特許出願第１３／９２３９２５１３号、および２０１３年１０月２４日に出願され、「ＮＦＴおよびヒートシンクを含む記録ヘッド」と題された米国特許出願第１４／０６２６５１号に開示されたものを含むことができる。これらの開示は、参照により本明細書に援用される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、下方構造を保護し、および下方構造を構成する材料に耐摩耗性を提供するように機能することができる。耐摩耗性層は、さまざまな厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、０．２ナノメートル（ｎｍ）以上の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、０．５ｎｍ以上の厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、２０ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、５ｎｍ以下の厚さを有することができる。
【００１８】
開示された耐摩耗性層に使用することができる種類の材料は、例示として、炭素含有材料、磁性材料、分子材料、および酸化タンタルなどの酸化物含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、炭素含有材料を含むことができる。例示的な炭素含有材料は、たとえば、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、非晶質炭素、窒化炭素、金属含有非晶質炭素、四面体非晶質炭素、水素含有非晶質炭素（ａ−Ｃ：Ｈ）、またはこれらの組合わせを含む。
【００２０】
いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、磁性材料を含むことができる。耐摩耗性層に使用することができる一種類の磁性材料は、強磁性材料および絶縁材料の混合物を含むことができる。このような材料の下位種類として、強磁性材料および酸化物の混合物と、強磁性体および脱結合粒子の混合物との２つがある。強磁性材料および酸化物の混合物の具体的な代表例は、たとえば、コバルト（Ｃｏ）によりドープされた酸化チタン（ＴｉＯ）、鉄コバルト（ＦｅＣｏ）によりドープされた酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を含むことができる。強磁性体および脱結合粒子の混合物の具体的な代表例は、たとえば、コバルト白金（ＣｏＰｔ）によりドープされた炭素（Ｃ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。
【００２１】
耐摩耗性層として利用することができる別の種類の磁性材料は、磁性材料によりドープされた半導体を含むことができる。このような材料の具体的な代表例は、たとえば、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）またはクロム（Ｃｒ）によりドープされた酸化チタン（ＴｉＯｘ）、Ｃｏまたはマンガン（Ｍｎ）によりドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＦｅまたはＭｎによりドープされた酸化スズ（ＳｎＯｘ）、ＦｅまたはＭｎによりドープされた酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化クロム（ＣｒＯ２）または酸化ユウロピウム（ＥｕＯ）、およびクロムアルミニウム窒化物（ＣｒＡｌＮ）、ガリウムクロム窒化物（ＧａＣｒＮ）、ガリウムバナジウム窒化物（ＧａＶＮ）、インジウムバナジウム窒化物（ＩｎＶＮ）などの磁性窒化物を含むことができる。いくつかの実施形態において、硬磁性を提供するために、この種類の材料のうち、比較的高い保磁力を有する材料を使用することができる。
【００２２】
耐摩耗性層として利用することができる別の種類の磁性材料は、フェライトを含むことができる。このような材料の具体的な代表例は、たとえば、ＢａＦｅ１２Ｏ１９などのバリウムフェライト（ＢａＦｅｘＯｙ）、ストロンチウムフェライト（ＳｒＦｅｘＯｙ）、およびコバルトフェライト（ＣｏＦｅｘＯｙ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、ストロンチウムフェライト（ＳｒＦｅｘＯｙ）は、本明細書に開示されたオーバーコートに利用することができる。
【００２３】
耐摩耗性層として利用することができる別の種類の磁性材料は、二相材料を含むことができる。二相材料は、たとえば、強磁性体／絶縁体材料または常磁性体／絶縁体材料を含むことができる。このような材料の具体的な代表例は、たとえば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）または炭素（Ｃ）マトリックス中に分散されたコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはそれらの合金を含むことができる。
【００２４】
耐摩耗性層として利用することができる別の種類の磁性材料は、原子レベルの二重層または多重層を含むことが可能である。二重層または多重層は、強磁性体／絶縁体材料および常磁性体／絶縁体材料の両方を含むことができる。このような層の具体的な代表例は、たとえば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、またはニッケル（Ｎｉ）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）または炭素（Ｃ）との原子レベル二重層または多重層を含むことができる。グレーデッド層は、耐摩耗性層として利用することができる。このような層の具体的な代表例はたとえば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、またはニッケル（Ｎｉ）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）または炭素（Ｃ）とのグレーデッド層を含むことができる。
【００２５】
また、部分的に酸化された強磁性材料またはフェリ磁性材料は、耐摩耗性層に利用することができる。このような材料の具体的な代表例は、たとえば、ＦｅＣｏＯおよびＦｅｘＯｙを含むことができる。いくつかの実施形態において、硬磁性を提供するために、この種類の材料のうち、比較的高いキュリー温度（Ｔｃ）を有する材料を利用することができるであろう。
【００２６】
オーバーコートとして利用することができる別の種類の磁性材料は、特殊材料を含む。このような材料の具体的な代表例は、たとえば、マンガン（Ｍｎ）によりドープされたインジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）、およびコバルト（Ｃｏ）によりドープされたチタンアンチモン（ＴｉＳｂ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、この種類の材料のうち、比較的高いキュリー温度（Ｔｃ）、たとえば少なくとも約４００℃以上のキュリー温度を有する材料を利用することができるであろう。
【００２７】
また、磁性材料を含有する耐摩耗性層は、（たとえば、化学蒸着または原子層蒸着を介して）金属層の蒸着に続いて、強磁性／フェリ磁性酸化物を生成するための酸化によって、形成されることができる。本明細書に利用することができる酸化の種類としては、たとえば、自然酸化、ラジカルシャワー酸化、紫外線（ＵＶ）光支援酸化、イオンビーム酸化、または酸素プラズマ酸化を含むことができる。原子層蒸着プロセスを利用するいくつかの実施形態において、化学量論的な酸化物は、金属陽イオンを提供することができる前駆体および酸素陰イオンを提供することができる別の前駆体を用いて、形成されることができる。本明細書に使用することができる具体的な材料としては、たとえば、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＣｒＯ２、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＦｅ２Ｏ４およびＦｅ３Ｏ４を含むことができる。このような材料を含有する多重層または複合物を利用することができる。また、オーバーコート材料の磁気特性に影響を与えるために、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉを多重層または複合物を添加してもよい。強磁性エピタキシャル成長層を用いて、下方の記録ヘッドまたは媒体層の磁気交換を維持しながら、所望の酸化物相を得ることができる。たとえば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、またはそれらの組合わせを添加することによって、炭素層をより高い磁気透過性を有するように修飾することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、分子材料を含むこともできる。分子材料は、原子（すなわち、ダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）における炭素原子）とは対照的に、分子を含む。分子は、最も一般的には、共有結合によって保持された原子の中性基として記述される。いくつかの実施形態において、開示された分子型耐摩耗性層は、窒素−炭素結合を含むことができる。いくつかの実施形態において、開示された分子型耐摩耗性層は、窒素−炭素結合を含有するポリマを含むことができる。例示的なポリマは、たとえば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルイミド、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、およびポリテトラフルオロエチレンを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポリアミドまたはポリイミドは、分子型耐摩耗性層に使用されることができる。ポリイミドは、グループとして、たとえば４００℃を超える優れた熱安定性を有することが知られている。ポリイミドは、３つの異なる方法、すなわち、ポリマに蒸着することによって、ポリイミドの中間体に蒸着することによって、またはポリイミドまたは中間体の出発物質に蒸着することによって、耐摩耗性層に使用されることができる。ポリイミドを形成する方法の１つは、二無水物とジアミンとの反応である。好ましい蒸気圧を有する例示的な二無水物は、たとえば、ピロメリット酸二無水物、シクロブタン−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−テトラカルボン酸二無水物、ビス（ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、トリメリット酸無水物、テトラフルオロフタル酸無水物、フタル酸無水物を含むことができる。エチレンテトラカルボン酸二無水物は、相対的安定性が不足のため、製造上に問題がある。トリメリット酸無水物、テトラフルオロフタル酸無水物およびフタル酸無水物などの化合物は、ポリマが好ましく三量体に限定される場合に有用であり得る。好ましい蒸気圧を有する例示的なジアミンとしては、たとえば、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミンまたはｐ−フェニレンジアミン、ｏ−キシレンジアミン、ｍ−キシレンジアミンまたはｐ−キシレンジアミン、オキシジフェニレンアミン、アミノベンジルアミン、ビス（トリフルオロメチル）ビフェニルジアミン、テトラフルオロフェニレンジアミン、およびビス（アミノメチル）−シクロヘキサンを含むことができる。具体的な例示的ポリイミドとしては、DuPont社からのKAPTON（登録商標）が挙げられる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、耐摩耗性層は、たとえば、酸化タンタルなどの酸化物を含んでもよい。酸化タンタルまたはタンタルの酸化物は、分子式ＴａｙＯｘ（ｘ、ｙは、整数または非整数である）として表すことができる。いくつかの実施形態において、ｙは、１〜２の範囲にあってもよく、ｘは、２〜５の範囲にあってもよい。いくつかの実施形態において、ｙは、１または２であってもよく、ｘは、２〜５の間の整数であってもよい。タンタルの酸化状態に応じて、酸化タンタルは、さまざまな形態で存在する。酸化タンタルは、タンタル富み（ｘは、ｙよりも大きい、すなわち割合的に高い）、または酸素富み（ｙは、ｘよりも大きい、すなわち割合的に高い）ものとして説明することができる。また、酸化タンタルは、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ３、またはそれらの組合わせとして存在することができる。用語「酸化タンタル」は、本明細書に使用される場合、単一形態のタンタル酸化物を指してもよく、複数形態のタンタル酸化物を指してもよい。Ｔａ２Ｏ５は、五酸化タンタル、タンタル（Ｖ）酸化物、または五酸化二タンタルとして呼ぶことができる。ＴａＯ２、二酸化タンタルまたはタンタル（ＩＶ）酸化物として呼ぶことができる。Ｔａ２Ｏ３は、三酸化二タンタルまたはタンタル亜酸化物として呼ぶことができる。開示された耐摩耗性層は、１つ以上形態のタンタル酸化物に加えて、タンタルを含むことができる。
【００３０】
また、開示された装置は、非晶質ガスバリア層を含む。非晶質ガスバリア層は、ガスが非晶質ガスバリア層の下方に位置する層または構造に到達するまたは接触する量を減らすようにもしくはガスが到達するまたは接触することを完全に防止するように機能することができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、ガスが書込み磁極、ヒートシンク、磁気読取り器、ＮＦＴ（たとえば、ペグ、ディスク、またはその両方）またはそれらの組合わせに到達するまたは接触する量を減らすようにもしくはガスが到達するまたは接触することを完全に防止するように機能することができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、ガスが書込み磁極、ＮＦＴ（たとえば、ペグ、ディスク、またはその両方）、またはそれらの組合わせに到達するまたは接触する量を減らすようにもしくはガスが到達するまたは接触することを完全に防止するように機能することができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、ガスが書込み磁極およびＮＦＴのペグに到達するまたは接触する量を減らすようにもしくはガスが到達するまたは接触することを完全に防止するように機能することができる。
【００３１】
ガスバリア層は、結晶層と異なって、結晶粒界を含まないため、非晶質材料は、ガスバリア層として有用であり得る。結晶性物質は、層を構成する複数の結晶の間に結晶粒界を有する。これらの結晶粒界または結晶粒界に存在する欠陥の各々は、（たとえば、反応性ガス、水蒸気、および他の腐食性イオンなどの）材料がガスバリア層内に侵入するまたはガスバリア層を通過する連絡経路または拡散トンネルを形成する。
【００３２】
非晶質材料は、本質的に結晶性を有しておらず、広範囲の規則格子構造を備えていない。いくつかの実施形態において、非晶質材料は、結晶層の材料よりも小さい粒径を有すると述べられることができる。いくつかの実施形態において、非晶質材料の平均粒径は、５ｎｍ以下であり、いくつかの実施形態において、非晶質材料の平均粒径は、３ｎｍ以下である。いくつかの実施形態において、非晶質材料の平均粒径は、たとえば、高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定することができる。
【００３３】
低温下の薄膜の成長は、非平衡プロセスである。金属薄膜、酸化物薄膜または窒化物薄膜を蒸着するために、通常は、最初に、薄い非晶質層を基板表面の上面に形成する。膜厚の増加に伴って、膜構造は、非晶質から徐々に柱状結晶質に変化して行く。したがって、膜を比較的薄い厚さに維持することは、非晶質構造を維持する可能性が高くなる。より小さな厚さの非晶質膜は、より高い熱安定性および靭性を示すことが分かった。
【００３４】
非晶質ガスバリア層は、さまざまな厚さを有することができる。ガスバリア層は、いくつかの実施形態において０．１ｎｍ以上の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において０．５ｎｍ以上の厚さを有することができ、またはいくつかの実施形態において１ｎｍ以上の厚さを有することができる。ガスバリア層は、いくつかの実施形態において１０ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において５ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において１．５ｎｍ以下の厚さを有することができる。非晶質ガスバリア層は、一般的には比較的薄くまたは複数の薄層を形成するステップを経て蒸着される。その理由は、層の厚さが厚くなると、その層が非晶質ではなく結晶質になる可能性が高くなる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、比較的高い熱安定性、比較的低い光吸収、３．５以下の屈折率またはいくつかの実施形態において２以下の屈折率もしくはＮＦＴおよび／または耐摩耗性層またはそれらの任意の組合せと実質的に一致する（たとえば、３０％以内の）屈折率を有する材料を含むことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、酸化物、窒化物またはこれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、酸化タンタル（ＴａＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、酸化二オブ（ＮｂＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、またはそれらの一部の組合わせを含むことができる。例示的な酸化物の組合わせは、たとえば、クロムアルミニウム酸化物（ＣｒＡｌＯ）を含むことができる。また、特定の三元酸化物、たとえば、インジウム錫酸化物（ＩｎＳｎＯ、一般的に「ＩＴＯ」と呼ばれる）は、非晶質ガスバリア層に利用されることもできる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、ＩＴＯ、またはそれらの一部の組合せを含むことができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、たとえば、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化イットリウム（ＹＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、またはそれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、たとえば酸化イットリウム（ＹＯ）を含むことができる。留意すべきことは、これらの酸化物は、特定の元素と酸素を任意の化学量論比で含むことができることである。
【００３７】
いくつかの実施形態において、ガスバリア層は、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、またはそれらの組合わせなどの窒化物を含むことができる。窒化物の例示的な組合わせは、たとえば、チタンニオブ窒化物（ＴｉＮｂＮ）を含むことができる。いくつかの実施形態において、たとえば、酸化物および窒化物の混合物を利用することができる。このような物質の具体例は、たとえば、アルミニウムオキシ窒化物（ＡｌＯＮ）、チタンオキシ窒化物（ＴｉＯＮ）、ジルコニウムオキシ窒化物（ＺｒＯＮ）、クロムオキシ窒化物（ＣｒＯＮ）、ニオブオキシ窒化物（ＮｂＯＮ）、ハフニウムオキシ窒化物（ＨｆＯＮ）、タンタルオキシ窒化物（ＴａＯＮ）、イットリウムオキシ窒化物（ＹＯＮ）、またはそれらの組合わせを含むことができる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、網目形成元素を含むことができる。網目形成元素は、一般的には、網目形成要素の間におよび他の要素との間に強い結合を形成する。したがって、網目形成元素を含むことによって、非晶質ガスバリア層の熱安定性を増加することができる。非晶質膜を形成する要素は、強力な結合を有する三次元ランダム網目に閉じ込められ、これによって、元素の拡散を防止し、熱安定性を向上させる。さまざまな酸化物のうち、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５は、３次元ランダム網目を形成することができ、それ自体によってガラスを形成することができる良好な網目形成物であることが知られている。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ｐ、ＡｌおよびＣｒなどの網目形成元素の少なくとも１つを含む複合膜である。網目形成元素の濃度は、たとえば、いくつかの実施形態において５原子％（ａｔ％）以上、いくつかの実施形態において１０ａｔ％以上、またはいくつかの実施形態において２０ａｔ％以上であってもよい。網目形成元素の濃度は、たとえば、いくつかの実施形態において９０ａｔ％以下、いくつかの実施形態において８０ａｔ％以下であってもよい。このような非晶質ガスバリア層中の他の成分は、上記に記載されている。
【００３９】
このような複合型非晶質ガスバリア層は、たとえば、複合目標物から蒸着されまたは２つ（または３つ以上）の目標物から共蒸着されることができる。また、複合膜は、イオン注入によって蒸着されることもできる。別の実施形態において、複合膜は、複数の層を交互に蒸着することによって蒸着されることができる。蒸着の間、複合型非晶質ガスバリア層を形成するように層の混在を引き起こすために、基板に負のバイアス電圧を印加することができる。基板バイアス電圧は、たとえば、ＤＣ、パルスＤＣ、ＡＣまたはＲＦ電圧であってもよい。基板バイアス電圧は、−１０Ｖ〜１００ｋＶの範囲にあってもよく、いくつかの実施形態において−１００Ｖ〜−６０ｋＶの範囲にあってもよい。
【００４０】
非晶質ガスバリア層の熱安定性を改善するために、非晶質ガスバリア層に網目改質剤を添加することができる。これらの網目改質成分は、網目を形成しないが、図５に概略的に示されているように熱力学的に安定な位置を占有するまたは網目の一部の代替物として機能する。
【００４１】
また、重金属酸化物、アルカリまたはハロゲンなどの二次成分を添加し、非晶質ガスバリア層の熱安定性を増加することによって、非晶質ガスバリア層の熱安定性を改善することができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層が結晶しないようにするためおよびその熱安定性を改善するために、著しく異なる結晶構造、結合長、結合強度、原子半径またはそれらの組合わせを有する金属または酸化物を非晶質ガスバリア層に添加することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、酸化物を含有する非晶質ガスバリア層は、金属層を蒸着した後、金属層を酸化することによって製造されることができる。例示的な金属は、たとえば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびそれらの組合わせを含むことができる。金属層の酸化は、たとえば、熱酸化プロセスおよびプラズマ酸化プロセスを含むさまざまなプロセスを使用して達成されることができる。酸化プロセスは、金属層に酸素原子を効果的に追加することによって、金属格子を拡大することができる。金属格子を拡大することによって、金属層または金属層から形成された非晶質ガスバリア層の欠陥（たとえば、空孔、結晶粒界、転位およびピンホール）密度を低減することができる。この効果は、装置全体の耐食性を増加することに有利であり得る。いくつかの実施形態において、アルゴン（Ａｒ）雰囲気中で金属膜を蒸着した後、金属膜を酸化することによって、完全に酸化された非晶質膜を形成するができる。酸化プロセスは、たとえば、空気酸化法、空気等温酸化法、プラズマ酸化法、遠隔プラズマ酸化法、またはオゾン酸化法であってもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態において、酸化物を含有する非晶質ガスバリア層は、たとえばマグネトロンスパッタ、イオンビームアシスト沈着（ＩＢＤ）、レーザアブレーション、フィルタ陰極アーク、蒸発、イオン化マグネトロンスパッタ、化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、高周波（ｒｆ）ＰＥＣＶＤ、マイクロ波ＰＥＣＶＤ、原子層蒸着（ＡＬＤ）、およびプラズマアシストＡＬＤを含む任意の物理蒸着法または化学蒸着法を用いて、形成されることができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、酸素富み環境の下で、目標酸化物から（たとえば）スパッタ法により形成されることができる。いくつかの実施形態において、非晶質ガスバリア層は、金属をスパッタリングした後、蒸着した金属を酸化するまたは少なくとも部分的に酸化することによって、形成されることができる。
【００４４】
図３Ｂは、図３Ａと同様に構成された基板３０１と非晶質ガスバリア層３０２と耐摩耗性層３０３とを含む別の例示的な装置３１０を示している。また、装置３１０は、任意の基板接着層３０４を含む。任意の基板接着層３０４は、基板３０１と非晶質ガスバリア層３０２との間に配置されることができる。任意の基板接着層３０４は、非晶質ガスバリア層３０２と基板３０１との接着を改善するように機能することができる。任意の基板接着層３０４の性質は、上方に位置する非晶質ガスバリア層３０２の材料および下方に位置する基板３０１の材料に少なくとも部分的に依存することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態において、基板３０１は、ＮＦＴペグを含むことができ、基板接着層を利用して、非晶質ガスバリア層３０２を基板３０１（たとえば、ペグ）に接着する接着性を高めることができる。このような実施形態において、任意の基板接着層３０４は、金属を含むことができる。例示的な金属は、たとえば、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、ニオブ（Ｎｂ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、シリコン（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、またはそれらの組合わせを含むことができる。
【００４６】
図３Ｃは、図３Ａと同様に構成された基板３０１と非晶質ガスバリア層３０２と耐摩耗性層３０３とを含む別の例示的な装置３２０を示している。また、装置３２０は、任意の基板接着層３０４を含む。さらに、装置３２０は、任意の耐摩耗性接着層３０５を含む。留意すべきことは、本明細書に特定の構成が具体的に記載されいないが、任意の耐摩耗性接着層３０５は、任意の基板接着層３０４を含まない装置に含まれることができることである。任意の耐摩耗性接着層３０５は、耐摩耗性層３０３と非晶質ガスバリア層３０２との間に配置されることができる。任意の耐摩耗性接着層３０５は、非晶質ガスバリア層３０２と耐摩耗性層３０５との接着性を改善するように機能することができる。耐摩耗性接着層３０５の性質は、下方に位置する非晶質ガスバリア層３０２の材料および上方に位置する耐摩耗性層３０３の材料に少なくとも部分的に依存することができる。
【００４７】
任意の接着層（たとえば、基板接着層、耐摩耗性接着層、またはその両方）は、さまざまな厚さを有することができる。任意の接着層は、いくつかの実施形態において０．１ｎｍ以上の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において０．５ｎｍ以上の厚さを有することができる。任意の接着層は、いくつかの実施形態において、５ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において３ｎｍ以下の厚さを有することができ、以下いくつかの実施形態において２ｎｍ以下の厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、光吸収を低減するために、任意の接着層は、比較的薄いことが有利であり得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、任意の基板接着層は、たとえば金属を含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の基板接着層は、たとえば、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などの金属、またはそれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の基板接着層は、たとえば、レニウム（Ｒｅ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などの金属、またはそれらの組合わせを含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、窒化物、酸化物、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、金属、またはそれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、酸化タンタル（ＴａＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）などの酸化物、またはそれらの組合わせを含む。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化ニオブ（ＮｂＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）などの酸化物、またはそれらの組合わせを含むことができる。留意すべきことは、これらの酸化物は、特定の元素と酸素を任意の化学量論比で含むことができることである。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）などの窒化物、またはそれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）などの窒化物、またはそれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（ＢＣ）などの炭化物、またはこれらの組合わせを含むことができる。いくつかの実施形態において、たとえば、酸化物および窒化物の混合物または窒化物および炭化物の混合物を利用することができる。そのような混合物の例としては、シリコンオキシ窒化物（ＳｉＯＮ）、クロムオキシ窒化物（ＣｒＯＮ）、チタンオキシ窒化物（ＴｉＯＮ）、アルミニウムオキシ窒化物（ＡｌＯＮ）、タンタルオキシ窒化物（ＴａＯＮ）、タンタルシリコンオキシ窒化物（ＴａＳｉＯＮ）、チタンシリコンオキシ窒化物（ＴｉＳｉＯＮ）、シリコンアルミニウムオキシ窒化物（ＳｉＡｌＯＮ）、チタンシリコンオキシ窒化物（ＴｉＳｉＯＮ）、チタンアルミニウムオキシ窒化物（ＴｉＡｌＯＮ）、クロムアルミニウムオキシ窒化物（ＣｒＡｌＯＮ）、クロムシリコンオキシ窒化物（ＣｒＳｉＯＮ）、酸化イットリウム、イットリウムオキシ窒化物（ＹＯＮ）、ジルコニウムオキシ窒化物（ＺｒＯＮ）、ホウ素窒化炭素（ＢＣＮ）、またはそれらの組合わせを含む。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、たとえば、チタンケイ化物（ＴｉＳｉ）などのケイ化物を含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、たとえば、チタンホウ化物（ＴｉＢ）または炭素ホウ化物（ＣＢ）などのホウ化物を含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、たとえば、シリコン（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、またはハフニウム（Ｈｆ）などの金属を含むことができる。いくつかの実施形態において、任意の耐摩耗性接着層は、たとえば、耐摩耗性層に含まれたＤＬＣ（一部の実施形態において、耐摩耗性層は、ＤＬＣである）と異なる構造を有するＤＬＣ、もしくはＳｉ、Ｎ、Ｂまたは他の金属元素を含有するＤＬＣを含むことができる。
【００５０】
任意の接着層は、実質的に均質な組成を有することができ、または一方の主表面（すなわち、ガスバリア層と接する耐摩耗性接着層の一方面）から対向側の主表面（すなわち、耐摩耗性層と接する耐摩耗性接着層の他方面）に向かって変化している組成を有することができる。たとえば、任意の接着層は、一方の主面から他方の主面に向かって組成勾配を有することができる。いくつかの実施形態において、任意の接着層は、ガスバリア層（たとえば、ガスバリアと接する面）と互換性のある（または同一である）材料としての主成分から耐摩耗性層（たとえば、耐摩耗性層と接する面）と互換性のある（または同一である）材料としての主成分に向かって組成勾配を有することができる。いくつかの実施形態において、任意の接着層は、ガスバリア層の材料濃度が耐摩耗性層との界面からガスバリア層との界面に向かって接着層を横切って増加するように、組成勾配を有することができる。
【００５１】
図４Ａは、基板４０１と耐摩耗性層４０３との間に配置された非晶質ガスバリア層４０２を含む装置４００の一部の断面図を示している。留意すべきことは、図示されていないが、装置４００は、任意の接着層（すなわち、基板接着層、耐摩耗性接着層、またはその両方）を含むことができることである。非晶質ガスバリア層４０２は、第１の非晶質ガスバリア層４０６ａと第２の非晶質ガスバリア層４０６ｂとを含む。第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａは、第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂと同一またはは異なる材料を有してもよい。いくつかの実施形態において、第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａは、第１の材料を有することができ、第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂも、第１の材料を有することができる。いくつかの実施形態において、第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａは、第１の材料を有することができ、第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂは、第２の材料を有することができる。第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａと第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂとは、同様の成分を含んでもよいが、含まれた成分の量が異なる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、第２の非晶質ガスバリア層４０６ｂは、比較的高い熱安定性を有する材料であってもよい。いくつかの実施形態において、第２の非晶質ガスバリア層４０６ｂは、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化ホウ素（ＢＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ゲルマニウム（ＧｅＮ）、シリコンオキシ窒化物（ＳｉＯＮ）、アルミニウムオキシ窒化物（ＡｌＯＮ）、クロムオキシ窒化物（ＣｒＯＮ）、ゲルマニウムオキシ窒化物（ＧｅＯＮ）、ボロンオキシ窒化物（ＢＯＮ）、タンタルオキシ窒化物（ＴａＯＮ）、タンタルシリコンオキシ窒化物（ＴａＳｉＯＮ）、またはそれらの組合わせを含むことができる。
【００５３】
第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａと第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂとは、必ずしも必要ないが、実質的に同一の厚さを有することができる。第１のガスバリア二重層４０６ａは、いくつかの実施形態において０．１ｎｍ以上の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において０．５ｎｍ以上の厚さを有することができ、またはいくつかの実施形態において１ｎｍ以上の厚さを有することができる。第１の非晶質ガスバリア層は、いくつかの実施形態において１０ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において５ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において１．５ｎｍ以下の厚さを有することができる。第２の非晶質ガスバリア層４０６ｂは、いくつかの実施形態において０．１ｎｍ以上の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において０．５ｎｍ以上の厚さを有することができ、またはいくつかの実施形態において１ｎｍ以上の厚さを有することができる。ガスバリア層は、いくつかの実施形態において１０ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において５ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において１．５ｎｍ以下の厚さを有することができる。また、留意すべきことは、図示されていないが、任意の接着層（すなわち、耐摩耗性接着層および基板接着層）の一方または両方は、第１および第２の非晶質ガスバリア層の両方を含む非晶質ガスバリア層と組合わせて、使用されることができることである。
【００５４】
図４Ｂは、基板４０１と耐摩耗性層４０３との間に配置された非晶質ガスバリア層４１２を含む装置４１０の一部の断面図を示している。留意すべきことは、図示されていないが、装置４１０は、任意の接着層（すなわち、基板接着層、耐摩耗性接着層、またはその両方）を含むことができることである。非晶質ガスバリア層４１２は、複数の個別の二重層を備える。図示された特定の実施形態は、第１の非晶質ガスバリア二重層４０６ａおよび第２の非晶質ガスバリア二重層４０６ｂと、第１の非晶質ガスバリア二重層４０７ａおよび第２の非晶質ガスバリア二重層４０７ｂと、第１の非晶質ガスバリア二重層４０８ａおよび第２の非晶質ガスバリア二重層４０８ｂとの３組の二重層を含む。開示された装置は、任意組の二重層を含むことができる。二重層の各組は、２つの個別の二重層を含む。開示された装置は、いくつかの実施形態において、少なくとも２組の二重層、少なくとも３組の二重層、少なくとも８組の二重層を含むことができ、いくつかの実施形態において１０組の二重層を含むことができる。いくつかの実施形態において、開示された装置は、たとえば、１００組以下の二重層を含むことができる。非晶質ガスバリア二重層の間に、二重層組の間に、非晶質ガスバリア二重層と基板との間に、非晶質ガスバリア二重層と耐摩耗性層との間に、またはそれらの任意の組合わせの間に、中間層を追加することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態において、単一組の二重層は、第１組の性質を有する第１の二重層と、第２組の性質を有する第２の二重層とを含むことができる。いくつかの実施形態において、第１の二重層は、第２の二重層とは１つ以上の特性（たとえば、材料、組成勾配、厚さ、屈折率、光吸収率、内部応力、密度、結晶粒径、結晶構造、格子定数、物理特性、化学特性、または耐食性）で異なる。いくつかの実施形態において、各組の二重層は、同様の方法で配置されることができる。たとえば、各組の二重層内において、第１の二重層は、第２の二重層よりも基板の近くに配置される。各組の二重層の構成は、交互にすることができる。ガスバリア層を構成する二重層は、上述したものと同様の材料で作ることができる。
【００５６】
個別の二重層は、実質的に同一の厚さまたは異なる厚さを有することができる。個別の二重層は、さまざまな厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、個別の二重層は、少なくとも０．１ｎｍの厚さを有することができ、いくつかの実施形態において、個別の二重層は、少なくとも０．５ｎｍの厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、個別の二重層は、１０ｎｍ以下の厚さを有することができ、いくつかの実施形態において、個別の二重層は、少なくとも５ｎｍであってもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態において、二重層を含む非晶質ガスバリア層は、蒸着の間に遅延を設けたプロセスを用いて作製されることができる。（同一の材料または異なる材料の）蒸着の間に遅延を設けることによって、ガスバリア層の全長に亘ってピンホールの形成をさらに最小化するまたは防ぐことができる。たとえば、プラズマ蒸着の間に時間遅延を設けることは、次の層を蒸着する前に、蒸着した二重層の材料の核再生成を促進することができる。いくつかの実施形態において、蒸着ステップの間に、少なくとも０．１秒の時間遅延を設けることができる。いくつかの実施形態において、蒸着ステップの間に、３０分以下の時間遅延を設けることができる。
【００５８】
本開示は、以上の記載に限定されず、本開示のさまざまな局面は、以下に記載される実施例に対する検討によって、より理解できるであろう。
【００５９】
実施例
この実施例では、非晶質ガスバリア層として、酸化イットリウム（ＹＯ）層を使用した。ＹＯ層は、ＨＡＭＲヘッドのＡＢＳ面と直接接触しており、ガスバリア性およびＨＯＣに対するペグの付着性の両方を改善すると期待される。
【００６０】
異なる厚さを有するＹＯ非晶質ガス層と追加のガスバリア層とを備える磁極の耐食性は、２８０℃の下、異なる時間で空気等温アニールプロセスを用いて、調べられた。
【００６１】
異なる厚さを有するＹＯ層の磁極酸化結果は、下記の表１にまとめられてある。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
上記から分かるように、より薄いＹＯ層を有する積層は、より厚い層を有する積層よりも優れた磁極酸化耐性を示した。また、追加の３０ÅのＳｉＯ層を有する積層は、より良い磁極酸化耐性を示し、磁極酸化寿命を少なくとも３．７倍に向上した。より小さい総厚さを有する積層（１０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣ）は、より大きい総厚さを有する積層（４０ÅＴａＯ／１５ÅＤＬＣ）よりも優れたガスバリア性を示した。
【００６４】
ガスバリア性がＹＯ厚さを薄くすることによって改善される可能な理由は、１）膜厚が減少することに連れて、膜の靭性が増加し、薄い膜の場合、熱応力により誘発される割れも少ないため、より良好なガスバリア性を与えることができ、２）より厚いＹＯ膜が結晶構造を形成し始め、結晶膜中の欠陥が反応性ガス分子の拡散を促進するため、ガスバリア性を低下するからである。
【００６５】
図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃは、１０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図６Ａ）、２０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図６Ｂ）および４０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図６Ｃ）の典型的な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像をそれぞれ示している。３つの記録ヘッドは、２８０℃で０．５時間テストされた。１０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣまたは２０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッドは、いずれも磁極酸化を示さなかったが、４０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッドのうち１７％は、磁極酸化を示した。
【００６６】
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃおよび７Ｄは、１０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図７Ａ）、２０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図７Ｂ）、４０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図７Ｃ）、および１０ÅＹＯ／３０ÅＡｌＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッド（図７Ｄ）の典型的なＳＥＭ画像をそれぞれ示している。４つの記録ヘッドは、２８０℃で１時間テストされた。２０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッドのうち９８％は、磁極酸化を示したが、４０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッドの全部は、深刻な完全磁極酸化を示した。１０ÅＹＯ／１５ÅＤＬＣを備える記録ヘッドおよび１０ÅＹＯ／３０ÅＡｌＯ／１５ＡＤＬＣを備える記録ヘッドは、いずれも磁極酸化を示さなかった。
【００６７】
本明細書に使用されたすべての科学用語および技術用語は、特に断りのない限り、当技術分野で一般的に使用される意味を有する。本明細書における定義は、本明細書に頻繁に使用された特定の用語に対する理解を容易にするため提供されたものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【００６８】
本明細書および添付の特許請求の範囲に使用された用語「頂部」および「底部」（または「上方」および「下方」のような他の用語）は、相対的な記載として厳密に用いられるものであり、記載された要素が配置されている部品の全体的な方向を示唆するものではない。
【００６９】
本明細書および添付の特許請求の範囲に使用された単数形の不定冠詞および定冠詞は、内容上明らかに他の意味を示す場合を除き、複数の対象を有する実施形態を包含する。
【００７０】
本明細書および添付の特許請求の範囲に使用された用語「または」は、内容上明らかに他の意味を示す場合を除き、一般に「および／または」を含む意味で使用される。用語「および／または」は、列挙された要素の１つまたはすべてもしくは列挙された要素の２つ以上の組合わせを含むことを意味する。
【００７１】
本明細書において、「有する」（have/having）、「含む」(include/including)、「備える」(comprise/comprising)などは、開放的な意味で使用されており、一般的に「〜に限定されないがこれらを含む」を意味する。また、「〜からなる」、「本質的に〜からなる」という用語は、「含む」に包含されていることが理解されるであろう。たとえば、銀を「含む」導電性トレースは、この導電性トレースが銀からなるまたは本質的に銀からなることができる。
【００７２】
本明細書において、組成物、装置、システムまたは方法などに関連して「本質的に〜からなる」を使用する場合、組成物、装置、システムまたは方法などの構成要素は、列挙された構成要素に制限され、他の構成要素が組成、装置、システムまたは方法などの基本特性および新規特性に実質的に影響しないことを意味する。
【００７３】
「好ましい」および「好ましくは」という用語は、特定の状況下で特定の利点をもたらし得る実施形態を意味する。しかしながら、他の実施形態は、同一の状況または他の状況下で好まれることもある。さらに、１つ以上の好ましい実施態様の列挙は、他の実施形態が有用でないことを暗示しておらず、特許請求の範囲を含む本開示の範囲から他の実施形態を排除することを意味していない。
【００７４】
また、本明細書において、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に包含されるすべての数値（たとえば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４および５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）およびその範囲内における任意の範囲を含む。値の範囲が特定の値「まで」であると記載された場合、その値は、その範囲に含まれる。
【００７５】
上記の説明および添付の特許請求の範囲において、「第１」および「第２」などを使用する場合、列挙された数字の物体が必ずしも存在しなければならないことを意図していない。たとえば、「第２の」基板は、単に導入された他の装置（たとえば、「第１の」基板）と区別することを意図している。上記の説明および添付の特許請求の範囲において、「第１」および「第２」などを使用する場合、必ずしも一方が他方よりも時間的に先であることを意図していない。
【００７６】
このように、少なくとも１つのガスバリア層を含む装置の実施形態が開示される。上述の実現例および他の実現例は、以下に続く特許請求の範囲の範囲内にある。当業者であれば、本開示が開示されている以外の実施形態によって実施可能であることを理解するであろう。開示された実施形態は例示の目的で提示されるものであって、限定を目的とするものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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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【外国語明細書】
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