(57)【要約】  実施形態は、基板上にわたって堆積させたヒートシンク層上にわたって堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層と、厚さ勾配ヒートシンク層上にわたって堆積させた厚さ勾配非磁性熱抵抗層と、厚さ勾配非磁性熱抵抗層上にわたって堆積させた磁気層とを含むデータ記憶装置を開示する。
2016511503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ記憶装置であって、
基板上にわたって堆積させたヒートシンク層上にわたって堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層と、
厚さ勾配ヒートシンク層上にわたって堆積させた厚さ勾配非磁性熱抵抗層と、
厚さ勾配非磁性熱抵抗層上にわたって堆積させた磁気層とを含む、データ記憶装置。
【請求項２】
熱抵抗層および厚さ勾配ヒートシンク層の特性は径方向位置関数を含み、媒体熱時定数プロファイルが線速度プロファイルと調和される、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項３】
媒体表面の径方向にわたる意図的な変化は、熱アシスト磁気記録での時間変化の記録を補償し、熱的条件およびシミュレーションに従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成された少なくとも２つの逆勾配層の勾配構造を含むように構成される、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項４】
厚さ勾配ヒートシンク層は、半径外径において値Ａ１に等しい厚さと、ディスク半径内径においてＡ１よりも大きくＡ１の２倍以下である値Ａ２に等しい厚さとを含む意図的な変化を含み、厚さ範囲：Ａ１：５〜２００ｎｍを含む、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項５】
非磁性熱抵抗層は、ディスク半径内径において値Ｂ１に等しい厚さと、ディスク半径外径においてＢ１よりも大きくＢ１の２倍以下である値Ｂ２に等しい厚さとを含む意図的な変化を含み、厚さ範囲：Ｂ１：１〜５０ｎｍを含む、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項６】
非磁性熱抵抗層は、基板に対して平行であって波状のトポグラフィーがない非粗面に加工された滑らかで水平な上面を含む、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項７】
意図的な変化には、材料を堆積させるために専用のスパッタ源が用いられる、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項８】
媒体表面の径方向にわたる意図的な変化は、勾配のある熱放散を補償するために用いられる、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項９】
媒体表面の径方向にわたる意図的な変化は、勾配のある熱放散を補償するために用いられる少なくとも１つの予め定められた材料を含む、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項１０】
多層構造をさらに含み、前記多層構造は、径方向位置関数を含む層特性をもたらすために、各層ごとに予め定められた材料が用いられ、媒体熱時定数プロファイルが線速度プロファイルと調和される、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項１１】
機構であって、
熱アシスト磁気記録での接線速度の記録を補償するように構成された装置を含み、前記装置は、装置の半径にわたって少なくとも２つの逆勾配層を含む多層構造を含む、機構。
【請求項１２】
厚さ勾配ヒートシンク層上に堆積させた非磁性熱抵抗層を含むように構成された多層構造をさらに含み、非磁性熱抵抗層は、滑らかで水平な上面と、ディスク半径内径において値Ｂ１に等しい厚さと、ディスク半径外径においてＢ１よりも大きくＢ１の２倍以下である値Ｂ２に等しい厚さとを含むように構成され、厚さ範囲：Ｂ１：１〜５０ｎｍを含む、請求項１１に記載の機構。
【請求項１３】
ヒートシンク層上に堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層を含むように構成された多層構造をさらに含み、厚さ勾配ヒートシンク層は、ディスク半径外径において値Ａ１に等しい厚さと、ディスク半径内径においてＡ１よりも大きくＡ１の２倍以下である値Ａ２に等しい厚さとを含むように構成され、厚さ範囲：Ａ１：５〜２００ｎｍを含む、請求項１１に記載の機構。
【請求項１４】
多層構造をさらに含み、前記多層構造は、ヒートシンク層が上に堆積している基板上に堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層上に堆積させた熱抵抗層を含むように構成され、かつ、熱的条件およびシミュレーションに従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成された少なくとも２つの逆勾配層の勾配構造を含むように構成される、請求項１１に記載の機構。
【請求項１５】
媒体熱時定数プロファイルを線速度プロファイルと調和させるように、勾配のある熱放散の補償を用いることを含め、媒体表面の径方向にわたって意図的な変化を含むように構成された多層構造をさらに含む、請求項１１に記載の機構。
【請求項１６】
構造であって、
基板と、
ヒートシンク層と、
ヒートシンク層上に堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層とを含む、構造。
【請求項１７】
多層構造は、ヒートシンク層が上に堆積している基板上に堆積させた厚さ勾配ヒートシンク層上に堆積させた熱抵抗層を含むように構成され、かつ、熱的条件およびシミュレーションに従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成された少なくとも２つの逆勾配層の勾配構造を含むように構成される、請求項１６に記載の構造。
【請求項１８】
多層構造は、媒体半径内径において値Ｂ１に等しい厚さと、ディスク半径外径においてＢ１よりも大きくＢ１の２倍以下である値Ｂ２に等しい厚さとを含むように構成された非磁性熱抵抗層を含み、厚さ範囲：Ｂ１：１〜５０ｎｍを含む、請求項１６に記載の構造。
【請求項１９】
多層構造は、ディスク半径外径において値Ａ１に等しい厚さと、ディスク半径内径においてＡ１よりも大きくＡ１の２倍以下である値Ａ２に等しい厚さとを含むように構成された厚さ勾配ヒートシンク層を含み、厚さ範囲：Ａ１：５〜２００ｎｍを含む、請求項１６に記載の構造。
【請求項２０】
媒体表面の径方向にわたる意図的な変化は、勾配のある熱放散を補償するために用いられる少なくとも１つの予め定められた材料を含む、請求項１６に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、第１発明者として挙げられているＲｅｎｅ  ｖａｎ  ｄｅ  Ｖｅｅｒｄｏｎｋによる「径方向依存性熱抵抗層（A Radially Dependent Thermal Heat Resistor Layer）」と題され、２０１３年３月１２日に出願された米国仮特許出願連続番号第６１／７７８，３７０号に基づく。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】一実施形態に従った径方向依存性熱抵抗層の概要を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に従った厚さ勾配ヒートシンク層の例を例示だけを目的として示す図である。
【図３】一実施形態に従った径方向依存性熱抵抗層構造の例を例示だけを目的として示す図である。
【図４Ａ】一実施形態に従った厚さ勾配ヒートシンク層堆積の例を例示だけを目的として示す図である。
【図４Ｂ】一実施形態に従った非磁性熱抵抗層堆積の例を例示だけを目的として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
発明の詳細な説明
以下の説明においては、この明細書の一部を形成し、本発明が実施され得る具体例が例示により図示されている添付の図面が参照される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得ること、および構造が変更され得ることが理解されるはずである。
【０００４】
全体的な概要：
以下の説明においては、たとえば、径方向依存性熱抵抗層が例示を目的として説明されており、基礎をなすシステムが任意の数および複数のタイプのスパッタ源に適用可能であることが留意されるべきである。本発明の一実施形態においては、径方向依存性熱抵抗層は、媒体表面の径方向にわたる意図的な変化を用いて構成することができる。径方向依存性熱抵抗層は、勾配のある熱抵抗層を含むように構成することができ、本発明を用いたディスクの半径にわたる厚さおよび／または組成勾配を含むように構成することができる。この明細書中において用いられる「勾配のある（graded）」という語は、媒体表面の径方向にわたる意図的な変化についての文脈に応じた意味を有する。
【０００５】
熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ：Heat Assisted Magnetic Recording）は、将来のハードディスクドライブにおいて実現されるであろう新規な記録技術である。この技術は、媒体を加熱してその実効飽和保磁力を低減させること、および、媒体が印加磁界において冷える間に情報を記録することに基づいている。加熱および冷却の速度は記録プロセスにおいては極めて重要である。この速度は、記録ヘッドの線速度および媒体の熱時定数によって制御される。
【０００６】
媒体層の積重ねは、記録層の真下に熱抵抗層が位置するように設計されている。（厚さ、組成および／または多層化を用いて）この層の特性を調整することによって、媒体の熱時定数を記録ヘッドの要件に一致させることができる。この方策の結果、媒体の線速度が媒体のストロークにわたって一定ではなくなる。たとえば、１５ｍｍの近接ＩＤ径では、線速度は、接線速度のせいで３０ｍｍの近接ＯＤ径の半分になるだろう。これは、媒体に関する熱時定数を媒体表面のフルストロークにわたって一致させることができないことを意味する。
【０００７】
径方向依存性熱抵抗層は、勾配のある熱抵抗層を用いる。「勾配のある」とは、この文脈においては、媒体表面の径方向にわたる意図的な変化を意味する。トリアトロン（triatron）または他の専用のスパッタ源を用いて、ディスクの半径にわたる厚さおよび／または組成勾配を操作変更することができる。ディスク上の径方向位置の関数として熱抵抗特性を操作変更することによって、媒体熱時定数プロファイルを線速度プロフィルと調和させることができる。これにより、さらに、ＨＡＭＲ記録システムのロバスト性が改善されることとなる。
【０００８】
図１は、一実施形態に従った径方向依存性熱抵抗層の概要を示すブロック図である。図１は、径方向依存性熱抵抗層およびヒートシンク層１００を示す。径方向依存性熱抵抗層およびヒートシンク層は、装置の半径にわたって少なくとも２つの逆勾配層を含む。径方向依存性熱抵抗層およびヒートシンク層１００は、勾配のある熱抵抗層およびヒートシンク層を含む。「勾配のある」とは、この文脈においては、媒体表面１１０の径方向にわたる意図的な変化を意味する。
【０００９】
媒体表面の径方向にわたる意図的な変化は、専用のスパッタ源１２０を用いて、ディスクの半径にわたり、勾配のある熱抵抗層およびヒートシンク層における厚さおよび／または組成勾配構造を用いて、もたらされる。勾配構造における意図的な変化は、熱的条件およびシミュレーション１３０に従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成された少なくとも２つの逆勾配層を含む。勾配構造は、ディスク上の径方向位置の関数として予め定められた特性を有する熱抵抗層およびヒートシンク層を含み、この場合、媒体熱時定数プロファイルは、一実施形態に従ったＨＡＭＲ記録システム１４０のロバスト性をもたらす線速度プロファイルと調和させることができる。
【００１０】
詳細な説明：
図２は、一実施形態に従った厚さ勾配ヒートシンク層の概略的なフローチャートを示すブロック図である。図２は基板２００を示す。この場合、基板２００は円形であり、内径ＩＤ２１０および外径ＯＤ２２０を含む。基板２００には、石英、シリコーンおよび他の材料を含む材料が用いられてもよい。基板２００の上には、一定の厚さを有する連続的なヒートシンク層２３０を堆積させる。連続的なヒートシンク層２３０には、一実施形態に従った予め定められた熱伝導特性を有する材料が用いられてもよい。
【００１１】
厚さ勾配ヒートシンク層２４０は連続的なヒートシンク層２３０上に堆積させられる。厚さ勾配ヒートシンク層２４０は勾配構造の一部であって、熱アシスト磁気記録２５０での接線速度の記録を補償する。厚さ勾配ヒートシンク層２４０には、予め定められた熱伝導特性を有する材料が用いられてもよい。図２は、ＯＤ２２０に近づくにつれて径方向距離が大きくなるのに応じて厚さ勾配ヒートシンク層２４０の厚さがＩＤ２１０から小さくなっていくのを示している。厚さ勾配ヒートシンク層２４０材料の厚さ勾配は、一実施形態に従った記録ヘッドの線速度の変化および媒体の熱時定数の変化に相互に関係するように構成される。作製プロセスがさらに図３に記載される。
【００１２】
図３は、一実施形態に従った径方向依存性熱抵抗層構造の概略的なフローチャートを示すブロック図である。図３は、図２からの続きを示しており、連続的なヒートシンク層２３０上の厚さ勾配ヒートシンク層２４０の上に非磁性勾配熱抵抗層３００を堆積させている。非磁性勾配熱抵抗層３００は勾配構造の一部であって、熱アシスト磁気記録２５０での接線速度の記録を補償する。非磁性勾配熱抵抗層３００には、一実施形態に従った予め定められた熱伝導特性を有する材料が用いられてもよい。
【００１３】
図３は、非磁性勾配熱抵抗層３００の厚さが基板２００のＯＤ２２０からＩＤ２１０に向かって小さくなっているのを示す。非磁性勾配熱抵抗層３００材料の厚さ勾配は、一実施形態に従った、記録ヘッドの線速度の変化および媒体の熱時定数の変化に相互に関係するように構成される。
【００１４】
熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）動作モードでパターニングおよび使用され得る堆積磁気材料によって、非磁性勾配熱抵抗層３００の上に磁気特徴３１０が形成される。ＨＡＭＲ記録システム３２０は、記録動作を促進するために磁気特徴３１０に熱を加える。非磁性勾配熱抵抗層３００、厚さ勾配ヒートシンク層２４０および連続的なヒートシンク層２３０を含む勾配構造は、記録動作中における磁気特徴３１０の熱レベルを制御するために用いられる。
【００１５】
記録動作中における磁気特徴３１０の熱レベルを制御することは、記録ヘッド熱アシスト３４０によって勾配のある熱放散３３０を補償することを含む。熱放散の制御は、基板２００のＩＤ２１０とＯＤ２２０との間で記録ヘッドが前後に移動するのに応じて変化する際の記録ヘッドの線速度に対応する。径方向依存性熱抵抗層構造３５０を用いる放散の速度により、一実施形態に従った媒体の熱時定数が補償される。
【００１６】
図４Ａは、一実施形態に従った厚さ勾配ヒートシンク層堆積の例を例示だけを目的として示す図である。図４Ａは、連続的なヒートシンク層２３０の上に厚さ勾配ヒートシンク層堆積４１０をもたらすために用いられる専用のスパッタ源４００を示す。専用のスパッタ源４００は、基板２００のＯＤ２２０においては厚さ＝Ａ１だけ堆積させる（４２０）。専用のスパッタ源４００は、基板２００のＩＤ２１０においては、厚さ勾配ヒートシンク層２４０堆積の厚さを厚さＡ２＞Ａ１および≦２Ｘａ１にまで増す（４３０）ように構成される。装置の半径にわたる勾配ヒートシンク層の勾配は、熱的条件およびシミュレーションに従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成される。勾配ヒートシンク層２４０は、たとえば、一実施形態に従った厚さ範囲：Ａ１：５〜２００ｎｍを含む（４２５）。
【００１７】
図４Ｂは、一実施形態に従った非磁性熱抵抗層堆積の例を例示だけを目的として示す。図４Ｂは、非磁性勾配熱抵抗層堆積４４０のために用いられる専用のスパッタ源４００を示す。非磁性勾配熱抵抗層堆積４４０は、内周ＩＤ２１０において厚さ＝Ｂ１を有し（４５０）、外周ＯＤ２２０において厚さＢ２＞Ｂ１および≦２ｘＢ１を有する（４６０）。装置の半径にわたる非磁性勾配熱抵抗層の勾配は、熱的条件およびシミュレーションに従って適応性のある線状、放物線状、多項式形状または他の形状として構成された厚さ範囲を含むように構成される。非磁性勾配熱抵抗層堆積４４０は、たとえば、一実施形態に従った厚さ範囲：Ｂ１：１〜５０ｎｍを含む（４５５）。
【００１８】
非磁性勾配熱抵抗層堆積４４０の上面は滑らかな水平面４７０であって、基板２００に対して平行であり、波状のトポグラフィーがない非粗面に加工されている。非磁性勾配熱抵抗層３００は、一実施形態に従って、基板２００上にあり基板２００と接触するヒートシンク層２３０の上にある厚さ勾配ヒートシンク層２４０上に堆積させられる。
【００１９】
上述においては、本発明の原理、実施形態および動作モードを説明してきた。しかしながら、本発明は上述の特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。上述の実施形態は限定的ではなく例示的なものとして見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって上記実施形態に変更が加えられ得ることが認識されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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