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KR20080068583A - 알루미늄 산화질화물 하부층 및 다이아몬드－유사형 탄소오버코트를 포함하는 자기 기록 헤드 및 매체 - Google Patents

알루미늄 산화질화물 하부층 및 다이아몬드－유사형 탄소오버코트를 포함하는 자기 기록 헤드 및 매체 Download PDF

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KR20080068583A
KR20080068583A KR1020080005554A KR20080005554A KR20080068583A KR 20080068583 A KR20080068583 A KR 20080068583A KR 1020080005554 A KR1020080005554 A KR 1020080005554A KR 20080005554 A KR20080005554 A KR 20080005554A KR 20080068583 A KR20080068583 A KR 20080068583A
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read
write head
magnetic disk
layer
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Application number
KR1020080005554A
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English (en)
Inventor
시데 쳉
주 펭
엘리스 티. 차
Original Assignee
에스에이이 마그네틱스 (에이치.케이) 리미티드
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Publication date
Application filed by 에스에이이 마그네틱스 (에이치.케이) 리미티드 filed Critical 에스에이이 마그네틱스 (에이치.케이) 리미티드
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Abstract

자기 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 보호 이중층을 형성하는 방법이 제공된다. 이중층은 부착력 강화 하부층 및 보호 다이아몬드-유사형 탄소(protective diamond-like carbon: DLC) 상부층으로서 형성된다. 하부층은 알루미늄, 또는 일반적인 형태인 AlOxNy 또는 MezAlOxNy를 갖는 합금된 알루미늄 산화질화물로 형성되고, 여기서 Mez가 Tiz, Siz 또는 Crz를 나타내고, x,y,z가 구성 처리시에 변할 수 있다. x 및 y의 값들을 조정함으로써, 부착 하부층은 스트레스 보상, 화학적 및 기계적인 안정성 및 낮은 전기 전도도와 같은 보호 이중층의 특성들에 기여한다. 반응 이온 스퍼터링(reactive ion sputtering), 플라즈마 도움 화학 증기 침착(plasma assisted chemical vapor deposition), 펄스형 레이저 침착(pulsed laser deposition) 및 플라즈마 잠입 이온 주입(plasma immersion ion implantation)을 포함하는, 하부층을 형성하는 다양한 방법들이 제공된다.
보호 이중층, 스캐닝 반응 이온 빔, 엑시머 레이저, 반부식 특성, 자기 판독/기록 헤드, 자기 디스크, 반응 이온 스퍼터링, 반응 펄스형 레이저 침착, 스캐닝 초점형 반응 이온 빔 스퍼터링, 알류미늄 산화질화물, 진공 침착 챔버, 플라즈마

Description

알루미늄 산화질화물 하부층 및 다이아몬드－유사형 탄소 오버코트를 포함하는 자기 기록 헤드 및 매체{Magnetic recording head and media comprising aluminum oxynitride underlayer and a diamond-like carbon overcoat}
본 발명은 하드디스크 드라이브들(hard disk drives;HDDs)의 제조에 관한 것으로, 특히 부식 장벽으로서 기능하는 하부층 상에 다이아몬드-유사형 탄소 코딩을 사용하여 자기 헤드 및 자기 디스크들을 보호하는 방법에 관한 것이다.
자기 판독/기록 헤드와 그것 아래에서 회전하는 자기 디스크의 표면 사이의 헤드-디스크 이격거리(플라이 높이(fly height))를 줄이는 것은, 하드디스크 드라이브(HDD) 저장 시스템에서 매우 높은 기록 밀도를 달성시키는데 있어 주요한 접근법들 중 하나이었다. 상업적으로 이용가능한 160 기가바이트(GBytes) 용량의 HDD에 대해, 플라이 높이는 10 나노미터(nm) 정도이다. 빠르게 스핀(spin)하는 디스크와 사실상 그것 위에서 플라이하는 판독/기록 헤드 사이의 이러한 작은 이격거리를 유지하는 것은 어렵고, 디스크 표면과 헤드 사이에서 이따금씩의 접촉이 회피될 수 없다. 접촉이 발생하는 경우, 이러한 접촉은 헤드와 디스크에 손상을 야기할 수 있고, 디스크 상에 기록된 정보의 손실을 야기할 수 있다. 헤드와 디스크 손상을 최 소화하기 위해, DLC(diamond-like carbon)의 얇은 층이 헤드의 표면과 디스크의 표면 모두에 적용된다.
이 DLC는 또한 주변환경에서 다양한 요소들에 의한 부식으로부터 헤드 내의 자기 물질들을 보호하도록 기능한다. DLC의 역할이 중요하다면, DLC가 단단하고, 밀도가 있고 매우 얇은 것이 기본이고, 그 얇기는 할당된 이격거리를 사용하지 않으면서 전체 플라이 높이 요구사항을 만족시키도록 요구된다. 현재, 20-30 옹스트롬(Å) 사이의 DLC 코딩이 종래 기술에서 발견된다.
통상적으로, DLC 코딩 두께는 50Å보다 크고, 그 두께 범위에 대해, 헤드의 기판 물질들뿐만 아니라 그것들이 결합될 수 있는 다른 기판들과의 부착력을 약화시키는 높은 정도의 내부 스트레스(stress)가 존재한다. 높은 내부 스트레스 및 열 스트레스로 인해, 하부층이 필요하다. 예를 들어, 에지 절단 및 드릴링(drilling) 툴들의 응용들에서, DLC 두께는 미크론(micron) 범위에 있고, 작업 온도는 섭씨 수백도까지 상승할 수 있다. 그러므로, 하부층의 열팽창계수(coefficient of thermo expansion;CTE)도 중요한 역할을 수행한다. 이러한 이유들로, 종래 기술인 일본특허 JP2571957호, JP2215522호 및 JP3195301호는 이러한 부착층에 대해 Si, SiOx, SiC, 및 SiNx를 제안했다. 이토(Itoh) 등(미국특허 제5,227,196호)은 DLC층 아래의 산화물 기판 상에 SiNx 하부층을 개시한다. 다양한 다른 타입들의 부착층들이 또한 종래 기술에서 발견된다. 이시야마(Ishiyama)(미국특허출원 제2006/0063040호)는 보다 양호한 부착을 위해 수소화 탄소 질화물(hydrogenated carbon nitride)의 탄 소 기반의 보호층을 개시한다. 황(Hwang) 등(미국특허출원 제2005/0045468호)은 DLC에 대한 Si 하부층을 개시한다. 황(Hwang) 등(미국특허출원 제2002/0134672호)은 DLC 층 아래의 하부층으로서 Si, Al2O3, SiO2 또는 SiNx를 개시한다. 데이비드(David) 등(미국특허 제5,609,948호)은 DLC 층 아래에 SiC 하부층을 개시한다.
이 언급된 종래 기술에 추가하여, Si 이외의 물질들을 포함하는 부착층들이 또한 다른 영역들에서 이용된다. 네트섬(Natsume) 등(미국특허 제7,091,541호)은 캐패시터 유전체층과 전극 사이에 하부층에 대해 산화질화물 TiAlON을 개시한다. 퓨(Fu) 등(미국특허 제6,238,803호)은 Al 전극에 대해 TiOxNy 장벽층을 개시한다. 존슨(Johnson) 등(미국특허 제4,952,904호)은 실리콘 질화물과 플래티넘(platinum) 사이에 금속 산화물 하부층을 개시한다. 스티븐스(Stevens)(미국특허 제5,070,036호)는 VLSI 회로에서 다양한 물질 영역들 중 하나로서 금속 산화질화물을 개시한다. 길러리(Gillery)(미국특허 제4,861,669호)는 TiOxNy 유전체막을 개시한다.
자기 헤드들에 대해, 하부층은 적어도 아래의 특성들을 가져야 한다:
1. 전기 절연 특성. 자기 헤드들에 대해, 전기 절연이 자기 금속 합금층들에 대해 제공되어야 하고, 이러한 층들은 GMR(giant magnetoresistance) 효과에 기초한 자기저항 판독 헤드(magnetoresistive read head)를 포함하거나, 또는 TMR(tunneling magnetoresistive) 효과에 기초한 디바이스를 포함한다. 이들 층들과 주변의 HDD 성분들 사이의 전기적인 단락 회로들은 헤드 또는 유사한 디바이스들을 손상시킨다. 이 때문에, 보호층들, 특히 하부층은 절연 또는 반절연이어야 한 다. 하지만, Si의 반도체 특성들로 인해, Si 하부층의 표면 션팅(surface shunting)은 GMR 또는 TMR 판독기에 소위 팝콘 노이즈(popcorn noise)와 같은 노이즈를 일으킬 수 있다.
2. 반부식(anti-corrosion) 특성. DLC 막들, 특히 종래 기술의 FCVA(filtered cathodic vacuum arc) 처리를 통해 생산된 막들은 종종, 마이크로(micro) 또는 나노(nano) 입자들로 삽입된다. 이들 입자들은 NiFe 및 NiCoFe와 같은 자기적인 활성층들을 형성하는데 사용되는 물질들의 핀홀들(pinholes) 및 부식을 일으킬 수 있다. 그러므로, 하부층의 반부식 특성은 센서의 성능 무결성(integrity)을 유지하기 위해 아주 중요하다.
3. 반마멸(anti-wear) 특성. 하부층과 DLC층의 총 두께가 서브 30 Å 범위로 감소되면, 사실상 모든 원자가 보호를 위해 중요하다. 그러므로, 제한된 막 두께 내에 보다 많은 원자들을 놓을 수만 있다면 보다 양호한 반마멸 특성이 기대된다. 그러므로, 하부층이 부식 방지에 대한 화학적인 안전성 및 마찰적(tribological) 이점을 위한 높은 경도(hardness) 모두를 갖는 것이 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 상술한 종래기술에서 설명된 Si 및 관련된 물질들을 교체하기 위해 하부층들로서 새로운 부류의 물질들을 제공하고, 상기 특성들을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 목적은 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체를 위해 얇 은 보호층을 제공하여, 의도하지 않은 상호 접촉의 악영향으로부터 그것들을 보호하고, 헤드와 매체 표면 사이의 마멸 저항성을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 상부층이 기본적으로 보호층이고, 하부층이 기본적으로 부착 강화층 및 부식 방지층인 이중층으로서 형성된 보호층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은 하부층의 고유한 높은 저항성이 표면 션팅을 제거하여, 판독/기록 헤드로부터 팝콘 노이즈와 같은 노이즈를 감소시키는 이중층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은 하부층이 상부층과 강하고 안정적인 화학 결합을 형성하는 이중층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 5 목적은 상기 목적들 모두를 만족시키는 보호 이중층을 형성하는 방법들을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은 AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, 또는 CrzAlOxNy 및 보다 일반적으로 상징되는 MezAlOxNy(여기서 Me는 합금 금속을 나타냄)으로써 예시되는 알루미늄 산화질화물들 및 합금 알루미늄 산화질화물들인 물질의 부류를 사용하여 달성된다. AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, 및 CrzAlOxNy이 하부층들로서 형성될 때, 그것들은 스퍼터링, 플라즈마 잠입 이온 주입(plasma immersion ion implantation : PIII), 플라즈마 잠입 이온 주입 침착(plasma immersion ion implantation deposition: PIIID), 플라즈마 화학 증기 침착(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD), 반응 펄스 레이저 침착(reactive pulsed laser deposition : PLD) 등에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 침착될 수 있다.
위에서 보여진 알루미늄 산화질화물들 및 합금 알루미늄 산화질화물들은 DLC 막들에 양호한 부착력을 나타내는 혼합물들을 형성하는 탄화물이다. 또한, 그것들은 AlTiC, Al2O3, NiFe 및 NiFeCo와 같은 자기 판독 헤드들에 사용되는 기판 물질들, 그리고 Ti, Cr, 및 Ta와 같이 반도체 산업에서 광범위하게 사용되는 다양한 다른 물질들, 및 비교할만한 성질의 다른 것들에 양호한 부착력을 갖는다.
알루미늄 산화질화물들은 또한, 그들의 안정성, 화학적 불활성, 및 스트레스, 굴절률, 및 밀도 등과 같은 물리적 및 화학적 특성들의 조정가능성(tunability)(그들의 산소 및 질소 내용물들의 변화에 의함)에 대해 매우 양호한 물질들이다. 예를 들어, AlOxNy의 경도는 12GPa(AlN)에서 20GPa(Al2O3) 이상까지 조정될 수 있다. Al23O27N5의 경우에, 경도는 약 18GPa이다. 보호막들의 가장 중요한 기능들 중 하나는 부식 저항성이고, 실리콘 또는 비정질 실리콘에 비하여, Al2O3 및 AlN은 보다 안정적이고 부식 저항적이다.
티타늄, 실리콘, 및 크롬을 Al-O-N 시스템(즉, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, CrzAlOxNy)에 도입하여 추가적 경도를 제공할 수 있다. 예를 들어, TiAlN의 경도는 AlN보다 50% 더 높을 수 있다. 또한, 티타늄 및 크롬을 도입하는 것은 Ti-C 또는 Cr-C 결합을 형성하여 다이아몬드-유사형 탄소층과의 결합 세기를 촉진시킬 수 있고, DLC 막들에 대한 부착력을 촉진시킬 수 있다. Ti, Cr, 및 Al은 다이아몬드 입자들에 대한 결합 원소들로서 광범위하게 사용된다(US 6,915,976호). 한편, 알루미늄, 티타늄, 및 크롬의 양호한 부착력으로 인해, 이들 막들은 AlTiC, Al2O3, NiFe, NiFeCo 등을 포함한, 자기 헤드에서 기판 물질들에 대해 양호한 부착력을 갖는다.
강한 Ti-C 및 Cr-C 결합들의 형성은 Ti 또는 Cr 성분들을 AlOxNy에 부가함으로써 DLC 오버코트(overcoat)에 대한 AlOxNy하부층의 부착력을 촉진시키고, 한편, 하부층 내의 금속 성분들은 슬라이더(slider) 또는 매체의 기판 물질, 즉 AlTiC, Al2O3, NiFe, NiFeCo 등에 부착할 것이다.
AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, 또는 CrzAlOxNy 하부층은 Ar/O2/N2 환경에서 금속, 금속 산화물, 또는 금속 질화물 타깃들(targets)의 반응 스퍼터링(reactive sputtering)에 의해 준비되거나, 또는 이온 빔 플라즈마, 용량적으로 결합된 플라즈마(capacitively coupled plasma: CCP), 유도 결합된 플라즈마(inductively coupled plasma: ICP), 또는 전자 사이클로트론 공명(electron cyclotron resonance: ECR) 플라즈마와 같은 서로 다른 방법들을 통해 생성된 Ar/O2 및/또는 Ar/N2 플라즈마들에 의해 처리될 수 있다.
AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, 또는 CrzAlOxNy 하부층을 침착하는 방법들 및 예들을 설명하는 양호한 실시예들이 이하에서 제공되고 예시된다. 이들 실시예들 및 예들 각각에서, <10-6 토르(Torr) 기본 압력 아래도 펌핑될 수 있는 진공 침착 챔버가 사용될 것이다. Ar+ 빔을 생성하는 소스와 같은, 자동 매칭되는 RF 전원에 의해 전원공급되는 이온 소스가 타깃 상에 초점이 맞춰진다. 스퍼터링된 타깃은, 자기 디스크 또는 판독/기록 헤드일 수 있고, 침착의 양호한 균질성을 달성하기 위해 계속 회전하는 기판 상의 플럼(plume)을 통해 침착된다. Ar, O2, N2 가스들은 가스 라인들을 통해 챔버/이온 소스에 도입된다.
보통, 산소가 질소보다 더 반응성이 크고; 또한, 산소 가스가 질소 가스보다 쉽게 원자들로 분해된다. 이 사실들은 AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, 또는 CrzAlOxNy 막들의 적절한 조성을 얻기 위해서, 침착 시스템들 내의 가스 흐름 및 환경의 제어 시에 매우 중요하다.
참조 및 비교를 위해, 도 1은 자기 판독/기록 헤드의 제조시에 사용되는 다양한 물질들의 여러 가지 관련된 기계적 및 전기적인 특성들의 편리한 리스트를 제공한다.
본 발명의 목적들, 특징들, 및 이점들은 아래에서 설명되는 바와 같은 바람직한 실시예들의 상세한 설명의 맥락에서 이해된다. 바람직한 실시예의 설명은 첨부된 도면들 내에서 이해된다.
자기 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 보호 이중층을 형성하는 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예들 각각은, 보호 이중층이 알루미늄 산화질화물인 AlOxNy, TiZAl0xNy, SizAlOxNy, CrzAlOxNy(보다 일반적으로는, MezAlOxNy)로서 형성된 부착력 강화 하부층을 포함하고, 그 위에 단단한 보호 다이아몬드-유사형 탄소(DLC) 상부층(또한, 오버코트라고 함)이 형성되는, 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 매체 위에 얇은 보호 이중층을 제조하는 방법을 개시한다.
비정질 Si(a-Si)는 자기 판독/기록 헤드의 기판에 DLC 층의 부착력을 촉진시키기 위해 자기 기록 산업에서 하부층으로서 광범위하게 사용된다. 종래 기술에서, 코팅 처리는 Ar+ 이온빔을 사용하여 헤드 기판을 세정하는 것으로 시작한다. 이 세정 처리에 이어서, 비정질 Si의 하부층이 이온 빔 스퍼터링(ion beam sputtering;IBD)을 사용하여 침착되고, 이어서, 이온 빔 침착(IBD), PECVD 또는 ECR, 보다 바람직하게는 FCVA(filtered cathodic vacuum arc)를 이용하여 DLC 상부층이 침착된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 완전히 상이한 부류의 물질들인 알루미늄 산화질화물들 및 합금된 알루미늄 산화질화물들이 부착층으로서 형성되기 때문에, a-Si의 IBD 침착과는 다르다. 바람직한 실시예들에서, 하부층은 반응 이온 스퍼터링, 플라즈마 화학 증기 침착(PECVD), 반응 펄스 레이저 침착(PLD) 및 이하에서 설명되는 다른 방법들에 의해 침착되는 층으로서 형성된다.
도 3a를 참조하면, 종래 기술의 보호 이중층을 생성하는 일련의 3 단계들이 흐름도 형태로 도시되어 있다.
1. 에칭 메커니즘으로서 Ar+ 이온 빔 또는 Ar/O2 이온빔을 사용하여 기판 선 세정(substrate pre-cleaning).
2. 반응 이온 스퍼터링을 사용하여 비정질 실리콘(a-Si)의 부착 하부층을 침착.
3. IBC, PECVD, 또는 FCVA를 사용하여, DLC의 보호 상부층을 침착.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 보호 이중층을 생성하는 일련의 3 단계들이 도시되어 있다.
1. 에칭 메커니즘으로서 Ar+ 이온 빔 또는 Ar/O2를 사용하여 기판 선세정.
2. Ar/O2/N2 환경에서 알루미늄 산화물 또는 질화물 타깃의 반응 이온 스퍼터링을 사용하여, 또는 플라즈마 잠입 이온 주입, 플라즈마 잠입 이온 주입 침착, 플라즈마 화학 증기 침착, 또는 반응 펄스 레이저 침착을 사용하여, 알루미늄 산화질화물의 부착 하부층을 침착.
3. IBD, PECVD, 또는 FCVA를 사용하여, DLC의 보호 상부층을 침착.
본 발명의 이하 실시예들은 보호층이 상술한 본 발명의 모든 목적들을 만족시키는 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체(예컨대, 디스크) 상에 형성될 수 있는 모든 방법들이다. 모든 실시예들에서, 보호층은 Ar+ 빔 또는 Ar/O2 이온 빔 에 칭과 같은 적절한 방법에 의해 세정되는 에어-윤활 층 표면(air-bearing layer surface: ABS)과 같은, 판독/기록 헤드의 적절한 기판 표면 상에 또는 디스크 상의 이중층으로서 형성된다. 또한, 바람직하게는, 홀더(holder) 상에 실장되고 상기 방법에 의해 동시에 처리되는 복수의 판독/기록 헤드들이 존재한다는 것이 이해된다.
도 4는 자기 헤드 슬라이더(10)가 그것의 서스펜션(suspension)(110)에 기계적으로 부착되어 있는, 자기 헤드-디스크 인터페이스를 도시한다(스케일에 따라 도시되지는 않음). 슬라이더는 포함되어 차폐된 GMR 또는 TMR 판독기 및 기록기(150) 및 Al2O3 오버코트(170)를 갖는 AlTiC 기판(120) 상에 설치된다. 판독기 차폐, 판독기, 및 기록기 물질들은 주로, 주변 환경에 노출될 때 부식을 겪는 Ni-Fe-Co 화합물들 및 다양한 합금들을 포함하는 자기 물질들로 형성된다. 슬라이더는 하부층(180) 및 DLC 오버코트(190)로 코팅된다.
한편, 자기 디스크(20)는 하부층(220)과 자기 층(230)이 상부에 형성된 글래스(glass) 또는 알루미늄 기판(210) 상에 설치된다. 자기층의 표면들은 본 발명의 방법에 의해 하부층(280)과 DLC 오버코트(290)에 의해 보호된다. 슬라이더 헤더와의 마찰을 최소화하기 위해, 윤활유층(260)이 자기 디스크 상에 적용된다. 본 발명은 슬라이더(180)와 자기 디스크(280) 모두를 위해 하부층을 제공한다.
바람직한 제 1 실시예
도 5를 참조하면, 본 발명의 보호 이중층이 자기 기록 디스크의 표면 상에 또는 자기 판독/기록 헤드 상에 형성될 수 있는 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 바람직한 제 1 실시예에서, 반응 이온 스퍼터링 방법의 예로서, 부착력 강화층이 AlOxNy로서 형성된다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예는 약 10-6 Torr 미만의 진공이 튜브 펌프에 의해 형성되는 침착 챔버(10)를 사용한다. 이 챔버는 실질적으로, 아래의 실시예들 모두에서 공통 요소이다. 이 챔버에서, Ar+ 빔(20)과 같은 이온빔이 Al2O3의 타깃(50)을 향해 주입된다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 약 300V 내지 1200V 범위의 전압들에 의해 가속된다. 주입 포트들(40)은, 약 0 내지 20 sccm 사이의 흐름 속도들을 가지며, AlOxNy 하부층의 원하는 형태에 의존하여, 반응 침착을 위해 서로 다른 비율들을 갖는 챔버(10)로의 O2 및 N2의 주입을 가능하게 하며, 여기서 x는 약 1 내지 1.5의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1의 범위 내에 있다. 상술한 바와 같이, Ar+ 빔은, 코딩되고, 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크들로 구성될 수 있는 디바이스 상에 충돌하는(impinge) 스퍼터링된 원자들(60) 및 Al2O3의 타깃(50)을 향하고, 복수의 상기 디바이스는 침착의 균일화를 위해 회전될 수 있는 회전가능 홀더(80) 상에 실장된다. 1 내지 7개의 실시예들의 모든 구성들에서, 50Å를 초과하지 않는 하부층의 전체 두께가 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 두께가 50Å 미만인 부착층들이 본 발명의 목적들을 만족시키지만 20Å 미만인 하부층 두께가 가장 바람직하다. 부착층의 침착 후에, DLC(도시되지 않음) 의 층은 본 발명의 목적을 만족시키는 결합된 이중층을 생성하기 위해 상술한 방법들을 이용하여 하부층 상에 형성된다.
동일한 제 1 실시예의 두 번째 버전에서, 도 5의 장치가 위에서와 같이 사용되지만, 타깃 물질(50)은 Al 산화물이라기보다는 Al 질화물인 AlN이다. Ar+ 빔(20)약 300V와 1200V 사이의 가속 전압들 및 RF 소스를 사용하여 주입되고, O2 및 N2 가스들은 약 0 내지 20 sccm 사이의 흐름 속도들을 가지며, AlOxNy 하부층의 원하는 형태에 의존하여 서로 다른 비율들을 갖는 챔버에 주입되고, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위 내에 있고, y는 약 1 내지 1의 사이의 범위 내에 있다. Ar+ 이온이 AlN(50)의 타깃을 강타하므로, 얻어진 스퍼터링된 Al 및 N 원자들(60)은 원하는 AlOxNy 부착층을 생성하기 위해 주입된 O2 및 N2 가스들의 제공시에 판독/기록 헤드들 또는 디스크들(70) 상에 충돌한다. 복수의 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크는 침착의 균일화를 위해 회전가능 홀더(80) 상에 실장된다.
또한, x 및 y는 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 침착 처리가 진행함에 따라 변화될 수 있다는 것에 유의하자. 모든 이러한 구성에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 20Å 미만인 층 두께가 가장 바람직하다.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 2 실시예
본 발명의 바람직한 제 2 실시예는, Ar+ 이온빔과 같은 반응 이온 빔(20)이 Al 타깃(50)을 향해 주입될 수 있는 반면에, 주입 포트들(40)이 약 0 내지 20 sccm 사이의 흐름 속도들을 가지며, AlOxNy 하부층의 원하는 형태를 형성하기 위해 서로 다른 비율들을 갖는 O2 및 N2 가스들의 주입을 가능하게 하고, x가 약 0 내지 1.5의 범위 내에 있고, y가 약 0 내지 1의 범위 내에 있다는 점에서 도 5와 유사한 도 6의 장치를 사용한다. 하지만, 이 실시예에서, 반응 이온빔은 고 에너지 스캐닝 초점형(high energy scanning focused) Ar+ 이온 빔(25)이며, 이것은 Al(50)의 타깃을 향하며, 스퍼터링된 원자들(60)은 침착의 균일화를 위해 회전가능 홀더(80) 상에 실장된 자기 디스크(70) 또는 타깃 판독/기록 헤드들 상에 충돌한다. 침착과 연관된 히스테리시스 효과(hysteresis effects)를 제거하고, 타깃의 중독작용(poisoning)을 회피하기 위해, 참조문헌으로써 여기에 포함된 티 나이버그(T Nyberg) 등(미국특허출원 제2004/0149566A1호)에 의해 개시된 바와 같은 고 에너지 스캐닝 초점형 이온빔이 사용된다. 또한, x 및 y는 층의 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 침착 처리가 진행됨에 따라 변할 수 있다는 것에 유의하자. 이 모든 형태들에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과를 산출한다. 20Å 미만의 층 두께가 가장 바람직하다.
이 실시예의 방법의 제 2 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적인 것이지만, TizAl 합금(보다 일반적으로는, MezAl, 여기서 Me는 적절한 합금 금속을 나타냄)의 타깃(50)은 초점이 맞춰진 스캐닝 반응 이온빔을 위해 제공되고, 스 퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 TizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 나이버그의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 TizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 3 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, SizAl 합금 타깃(50)은 초점이 맞춰진 스캐닝 반응 이온빔을 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 SizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 나이버그의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 SizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 4 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, CrzAl 합금 타깃(50)은 초점이 맞춰진 스캐닝 반응 이온빔을 위해 제공되 고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 CrzAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 나이버그의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 CrzAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 3 실시예
본 발명의 바람직한 제 3 실시예는, Ar+ 이온빔과 같은 반응 이온빔이 Al 타깃(50)을 향해 주입될 수 있는 반면에, 주입 포트들(40)이 약 0 내지 20 sccm 사이의 흐름 속도들을 가지며, AlOxNy 하부층의 원하는 형태에 의존하여 서로 다른 비율들을 갖는 O2 및 N2 가스들의 주입을 가능하게 하고, x가 약 0 내지 1.5의 범위 내에 있고, y가 약 0 내지 1의 범위 내에 있는, 침착 챔버(10)를 포함하는 도 7의 장치를 사용한다. 하지만, 본 실시예에서, 이온 빔(20)은 높은 순간 파워(high instantaneous power)를 갖는 펄스형 Ar+ 이온 소스이고, Al(50)의 타깃을 향하고, 스퍼터링된 원자들(60)은 침착의 균일화를 위해 회전가능 홀더(80) 상에 실장된 타 깃 판독/기록 헤더들(70) 또는 매체에 충돌한다. 침착과 연관된 히스테리시스 효과를 제거하고, 타깃의 중독작용을 회피하기 위해, 참조문헌으로써 여기에 포함된 브이. 코우넷소브(V. Kousnetsov) 등(미국특허 제6,296,742호)에 의해 개시되는 바와 같은 높은 순간 파워 펄스형 이온 소스가 사용된다. 또한, x 및 y는 층의 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 침착 처리가 진행됨에 따라 변할 수 있다는 것에 유의하자. 이 모든 형태들에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과를 산출한다. 20Å 미만의 층 두께가 가장 바람직하다.
이 실시예의 방법의 제 2 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적인 것이지만, TizAl 합금(보다 일반적으로는, MezAl)의 타깃(50)은 펄스형 반응 이온빔을 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 TizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 코우넷소브의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 TizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 3 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, SizAl 합금 타깃(50)은 초점이 맞춰진 스캐닝 반응 이온빔을 위해 제공되 고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 SizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 코우넷소브의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 SizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 4 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, CrzAl 합금 타깃(50)은 펄스형 반응 이온빔을 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 CrzAlOxNy의 하부층을 생성한다. 스퍼터링 처리는 상술되고 본 명세서에 포함된 코우넷소브의 방법에 의해 행해진다. 산소와 질소 가스들은 CrzAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 4 실시예
본 발명의 바람직한 제 4 실시예는, 고 에너지 펄스형 레이저가 Al 타깃(50)에서 고 에너지의 펄스형 전자기 방사(25)의 빔을 가리키고, 반면에, 주입 포트들(40)이 0 내지 20sccm 사이의 흐름 속도들을 가지며, AlOxNy 하부층의 원하는 형태에 의존하여 서로 다른 비율들(x/y)을 갖는 O2 및 N2의 주입을 가능하게 하는 침착 챔버(10)를 포함하는 도 8의 장치를 사용한다. 본 실시예에서, 전자기 방사는 CO2 레이저, 엑시머 레이저 등과 같은 고 에너지 펄스형 레이저 및 침착의 균일화를 위해 회전가능 홀더(80) 상에 실장된 타깃 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크들(70)의 레이저 빔 충돌에 의해 방출된 원자들(60)에 의해 생성될 수 있다. 약 0 내지 1.5의 범위 내에 있는 x 및 약 0 내지 1의 범위 내에 있는 y의 값들로 본 발명의 목적을 만족시키는 부착층들이 생성된다. 또한, x 및 y는 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 침착 처리가 진행함에 따라 변화될 수 있다는 것에 유의하자. 모든 이러한 구성에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 20Å 미만인 층 두께가 가장 바람직하다.
이 실시예의 방법의 제 2 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적인 것이지만, TizAl 합금(보다 일반적으로는, MezAl)의 타깃(50)은 고 에너지 레이저빔을 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상 에 TizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 산소와 질소 가스들은 TizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 3 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, SizAl 합금 타깃(50)은 고 에너지 레이저를 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 SizAlOxNy의 하부층을 생성한다. 산소와 질소 가스들은 SizAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
본 실시예의 방법의 제 4 예로서, 상술한 조건들 모두는 실질적으로 이상적이지만, CrzAl 합금 타깃(50)은 고 에너지 레이저를 위해 제공되고, 스퍼터링 처리에 의해 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 CrzAlOxNy의 하부층을 생성한다. 산소와 질소 가스들은 CrzAlOxNy의 막 조성을 형성하기 위해 서로 다른 비율들로 도입되고, x는 약 0 내지 1.5+2z의 범위 내에 있고, y는 약 0 내지 1+z의 범위 내에 있 고, z는 약 0 내지 10의 범위 내에 있다. 산소와 질소 가스들의 흐름 속도들은 상술한 바와 동일하다. x,y,z 값들은 침착이 진행함에 따라 층 두께에 대해 변할 수 있다는 것에 유의하자.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 5 실시예
도 8을 참조하면, 바람직한 제 4 실시예에 따라 자기 판독/기록 헤드 상에 보호 이중층을 형성하는 2 단계 처리가 수행되는 장치가 개략적으로 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 제 5 실시예는 Ar+ 빔(20)과 같은 반응 이온빔이 주입되는 도 8의 침착 챔버를 사용한다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 300V 내지 1200V 범위의 전압들에 의해 가속된다. 상기 빔(20)은 Al 타깃(50) 또는 합금된 Al 타깃(TizAl, SizAl, CrzAl, 또는 보다 일반적으로는, MezAl) 상에 충돌하여, 타깃 원자들로 하여금, 균일한 침착을 위해 회전가능 홀더(80) 상에 실장된 복수의 자기 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크들(70) 상에 스퍼터링되게 한다.
판독/기록 헤드들 상에 스퍼터링된 막을 침착한 후에, 상기 막은 산화질화물의 원하는 형태에 의존하여, 서로 다른 비율들(x/y)을 갖는 챔버(10)에 주입되는 Ar/O2/N2 가스들(Ar는 캐리어 가스로서 사용됨)의 플라즈마(90)에 노출된다. Al이 타깃으로서 사용될 때, 약 0 내지 1의 범위 내에 있는 x 및 약 0 내지 1의 범위 내 에 있는 y의 값들로, 본 발명의 목적을 만족시키는 부착층들을 생성한다. 또한, x 및 y는 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 침착 처리가 진행함에 따라 변화될 수 있다는 것에 유의하자. 모든 이러한 구성에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 20Å 미만인 층 두께가 가장 바람직하다.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 6 실시예
본 발명의 바람직한 제 6 실시예는 스퍼터링된 빔이 판독/기록 헤드들 또는 디스크들을 강타하는 동안 플라즈마의 주입이 일어난다는 점을 제외하고는, 제 5 실시예와 실질적으로 동일하다. 상기 실시예는, Ar+ 빔(20)과 같은 반응 이온빔이 주입되는 도 8의 침착 챔버(10)를 사용한다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 300V 내지 1200V 범위의 전압들에 의해 가속된다. 빔(20)은 Al 타깃 또는 합금된 TizAl, SizAl, 또는 CrzAl(보다 일반적으로는, MezAl) 상에 충돌하여, 타깃 원자들로 하여금 균일한 침착을 위해 회전가능한 고정물(fixture) 상에 실장된 복수의 자기 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크 상에 스퍼터링되게 한다.
판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크(70) 상의 스퍼터링된 막의 침착은 산화질화물의 원하는 형태에 의존하여, 서로 다른 비율들로 챔버(10) 내에 형성되는 O2 및 N2 가스들(Ar가 캐리어 가스로서 사용될 수 있음)의 플라즈마(90)의 제공시에 수 행된다. Al이 타깃으로서 사용될 때, 약 0 내지 1.5의 범위 내에 있는 x 및 약 0 내지 1의 범위 내에 있는 y의 값들로 본 발명의 목적을 만족시키는 부착층들을 생성한다. 또한, x 및 y는 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 부착층들을 생성하기 위해 플라즈마 처리가 진행함에 따라 변화될 수 있다는 것에 유의하자. 모든 이러한 구성에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 20Å 미만인 층 두께가 가장 바람직하다.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
바람직한 제 7 실시예
본 발명의 바람직한 제 7 실시예는 약 10-6 Torr 미만의 진공이 튜브 펌프에 의해 형성되는 도 8의 침착 챔버를 사용한다. 이 챔버에서, Ar+ 빔(20)과 같은 반응 이온빔이 주입되고, Al 타깃 또는 합금된 TizAl, SizAl, 또는 CrzAl(보다 일반적으로는, MezAl)을 향한다. 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 300V 내지 1200V 범위의 전압들에 의해 가속된다. 빔(20)은 균일한 침착을 위해 회전 고정물 상에 실장된 복수의 자기 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크들(70) 상에서 스퍼터링되는 타깃(50) 상에 충돌한다.
판독/기록 헤드들 상에 Al 스퍼터링된 막 또는 TizAl, SizAl, 또는 CrzAl(보다 일반적으로는, MezAl) 막들을 침착한 후에, 침착된 막은, MezAlOxNy 층(즉, 이미 침착된 MezAl 막의 플라즈마 표면 처리)의 원하는 형태에 의존하여, 서로 다른 노출 지속기간을 갖는 Ar/O2/N2 가스들(100)의 플라즈마(90)에 순차적으로 노출된다(또는, Ar/O2 가스들 및 Ar/N2 가스들(100)의 플라즈마(90)에 순차적으로 노출됨). 플라즈마는 이온빔에 의한 플라즈마 형성, 용량적으로 결합된 플라즈마(CCP)의 구성 및 적용, 전자 사이클로트론 공명(ECR) 플라즈마의 구성, 또는 유도 결합된 플라즈마(ICP)의 구성 및 적용과 같은, 종래 기술에 알려진 복수의 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 생성 및 적용될 수 있다.
x 및 y는 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 하부층을 생성하기 위해 침착 처리가 진행함에 따라 변할 수 있다는 것에 유의하자. 이러한 모든 구성들에서, 50Å를 초과하지 않는 층의 전체 두께는 본 발명의 목적들을 만족시키는 결과들을 산출한다. 20Å 미만인 층 두께가 가장 바람직하다.
하부층의 형성 후에, DLC 상부층이 상술한 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
기술분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 본 발명을 설명하는 것이다. 방법들, 처리들, 물질들, 구조들, 치수들에 따라 수정 및 변형들이 이루어질 수 있고, 그것을 통해, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명에 따라 형성되는 보호 이중층을 제공하면서, 자기 판독/기록 헤드 상에 또는 자기 디스크의 표면 상에, 알루미늄 산화질화물 또는 합금된 알루미늄 산화질화물층을 포함하는 보호 이중층이 형성된 다.
도 1은 판독/기록 헤드 및 그것의 보호 코팅들을 형성하는데 사용되는 물질들의 여러 가지 관련된 특성들을 리스트하는 표를 나타내는 도면.
도 2a 및 도 2b는 보호 이중층(2a)을 형성하는 종래 방법 및 보호 이중층(2b)을 형성하는 본 발명의 방법에 대한 흐름도들을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 보호 이중층이 형성될 타입의 슬라이더 실장형 판독/기록 헤더를 개략적으로 도시하는 도면으로서, 상기 슬라이더는 본 발명의 이중층에 의해 또한 보호되는 타입의 회전 자기 디스크 위에서 플라이(fly)하는, 도면.
도 4는 반응 이온 빔 스퍼터링을 사용하는 본 발명의 특정한 바람직한 실시예들을 생성하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 스캐닝 초점형 이온 빔(scanned focused ion beam)을 사용하는 본 발명의 특정한 바람직한 실시예들을 생성하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 펄스형 이온 빔(pulsed ion beam)을 사용하는 본 발명의 특정한 바람직한 실시예들을 생성하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 펄스형 고 에너지 레이저를 사용하는 본 발명의 일 바람직한 실시예를 생성하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 플라즈마 존재시에 스퍼터에 이온빔을 사용하는 본 발명의 일 바람직한 실시예를 생성하기 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.

Claims (64)

  1. 보호된 자기 판독/기록 헤드에 있어서,
    상기 판독/기록 헤드; 및
    상기 헤드 상에 형성된 보호 이중층을 포함하고,
    상기 이중층은:
    상기 헤드의 세정된 기판 표면 상에 알루미늄 산화질화물인 AlOxNy의 층으로서 형성되는 부착 강화 하부층; 및
    상기 하부층 상에 형성된 DLC 상부층을 더 포함하는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1 사이의 범위에 있는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하부층은 약 20Å 미만의 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  5. 제 1 항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층 두께에 대해 변하는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하부층은 산소 및 질소 가스들 또는 산소 및 질소 플라즈마들의 존재시에, 스퍼터링(sputtering), 반응 펄스형 레이저 침착(reactive pulsed laser deposition), 펄스형 반응 이온 스퍼터링(pulsed reactive ion sputtering), 또는 스캐닝 초점형 반응 이온 빔 스퍼터링(scanning focused reactive ion beam sputtering)의 처리에 의해 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  7. 보호된 자기 판독/기록 헤드에 있어서,
    상기 판독/기록 헤드; 및
    상기 헤드 상에 형성된 보호 이중층을 포함하고,
    상기 이중층은:
    상기 헤드의 세정된 기판 표면 상에 알루미늄 합금의 산화질화물인 MezAlOxNy의 층으로서 형성되는 부착 강화 하부층으로서, 여기서 Mez는 상대적인 원자 퍼센티지(z)를 갖는 합금 원소인, 상기 부착 강화 하부층; 및
    상기 하부층 상에 형성된 DLC 상부층을 더 포함하는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  8. 제 7 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  9. 제 7 항에 있어서, Mez는 Siz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  10. 제 7 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  12. 제 7 항에 있어서, x,y,z는 상기 하부층 두께에 대해 변하는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 하부층은 산소 및 질소 가스들 또는 산소 및 질소 플라즈마들의 존재시에, 반응 펄스형 레이저 침착, 반응 이온 스퍼터링, 펄스형 반응 이온 스퍼터링, 또는 스캐닝 초점형 반응 이온 빔 스퍼터링의 처리에 의해 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드.
  14. 표면 보호된 자기 디스크에 있어서,
    상기 자기 디스크; 및
    상기 디스크 상에 형성된 표면 보호 이중층을 포함하고,
    상기 이중층은:
    상기 디스크 상에 형성된 알루미늄 산화질화물인 AlOxNy로 형성되는 부착 강화 하부층; 및
    상기 하부층 상에 형성된 DLC 상부층을 포함하는, 표면 보호된 자기 디스크.
  15. 제 14 항에 있어서, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1 사이의 범위에 있는, 표면 보호된 자기 디스크.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 표면 보호된 자기 디스크.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 하부층은 약 20Å 미만의 두께로 형성되는, 표면 보호된 자기 디스크.
  18. 제 14 항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층 두께에 대해 변하는, 표면 보호된 자기 디스크.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 하부층은 산소 및 질소 가스들 또는 산소 및 질소 플라즈마들의 존재시에, 반응 펄스형 레이저 침착, 반응 이온 스퍼터링, 펄스형 반응 이온 스퍼터링, 또는 스캐닝 초점형 반응 이온 빔 스퍼터링의 처리에 의해 형성되는, 표면 보호된 자기 디스크.
  20. 표면 보호된 자기 디스크에 있어서,
    상기 자기 디스크; 및
    상기 디스크 상에 형성된 표면 보호 이중층을 포함하고,
    상기 이중층은:
    헤드의 세정된 기판 표면 상에 알루미늄 합금의 산화질화물인 MezAlOxNy로서 형성되는 부착 강화 하부층으로서, 여기서 Mez는 상대적인 원자 퍼센티지(z)를 갖는 합금 원소이고, 상기 디스크 상에 형성되는, 상기 부착 강화 하부층; 및
    상기 하부층 상에 형성된 DLC 상부층을 포함하는, 표면 보호된 자기 디스크.
  21. 제 20 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 표면 보호된 자기 디스크.
  22. 제 20 항에 있어서, Mez는 Siz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 표면 보호된 자기 디스크.
  23. 제 20 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 표면 보호된 자기 디스크.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 표면 보호된 자기 디스크.
  25. 제 20 항에 있어서, x,y,z는 상기 하부층 두께에 대해 변하는, 표면 보호된 자기 디스크.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 하부층은 산소 및 질소 가스들 또는 산소 및 질소 플라즈마들의 존재시에, 반응 펄스형 레이저 침착, 반응 이온 스퍼터링, 펄스형 반응 이온 스퍼터링, 또는 스캐닝 초점형 반응 이온 빔 스퍼터링의 처리에 의해 형성되는, 표면 보호된 자기 디스크.
  27. 보호된 판독/기록 헤드, 복수의 보호된 판독/기록 헤드들 또는 표면 보호된 자기 디스크를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 자기 디스크, 상기 판독/기록 헤드 또는 상기 복수의 판독/기록 헤드들을 제공하는 단계;
    상기 디스크, 상기 판독/기록 헤드 또는 상기 복수의 판독/기록 헤드들의 적절한 표면들을 세정하는 단계;
    Al, 또는 TiAl, 또는 SiAl, 또는 CrAl 산화질화물 부착층을 상기 표면들 상에 형성하는 단계; 및
    하부층 상에 DLC 층을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 하부층은:
    회전가능 홀더(holder), 스퍼터링 타깃(target), 선택된 에너지로 반응 이온들의 빔을 주입하고 상기 이온들을 상기 스퍼터링 타깃을 향하게 하는 장치, 선택된 흐름 속도들로 다양한 가스들을 주입하고 진공 침착 챔버 내에서 원하는 상대적 인 농도들로 상기 가스들을 유지하는 장치를 포함하는 상기 진공 침착 챔버를 제공하는 단계;
    상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크를 실장하고, 상기 홀더를 회전시키는 단계;
    상기 반응 이온들을 상기 스퍼터링 타깃에 향하게 하는 단계;
    상기 반응 이온들이 상기 스퍼터링 타깃 상에 충돌하는 동안, 상대적 농도비(x/y)로 O2 가스와 N2 가스를 주입하여, 상기 판독/기록 헤드, 복수의 상기 판독/기록 헤드들, 또는 자기 디스크 상에 산화질화물로서 상기 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 처리에 의해 형성되는, 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 타깃은 Al, Al 산화물, 또는 Al 질화물을 포함하고, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1.0 사이의 범위에 있고, 상기 산화질화물은 AlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 타깃은 Me이 합금 성분인 MezAl 형태로 Al 합금을 포함하거나, 또는 상기 타깃은 MezAl의 산화물 또는 MezAl의 질화물을 포함하고, 상기 산화질화물은 MezAlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, Mez는 Siz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  33. 제 30 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 O2 및 N2 가스들은 0 내지 20sccm 사이의 흐름 속도들로 주입되는, 방법.
  35. 제 28 항에 있어서, 상기 이온빔은 약 300V 내지 1200V 사이의 전압을 통해 상기 빔을 보냄으로써 형성되는 Ar+ 이온들의 빔인, 방법.
  36. 제 28 항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성됨에 따라 변하게 되는, 방법.
  37. 제 27 항에 있어서, 상기 하부층은:
    회전가능 홀더, 스퍼터링 타깃, 고 에너지 펄스형 이온 빔 또는 고 에너지 이온빔의 초점형 스캐닝 빔을 진공 침착 챔버에 주입하여 상기 이온들을 상기 스퍼터링 타깃으로 향하게 하는 장치, 선택된 흐름 속도들로 다양한 가스들을 주입하여 상기 진공 침착 챔버 내에서 원하는 상대적인 농도들로 상기 가스들을 유지하는 장치를 포함하는 상기 진공 침착 챔버를 제공하는 단계;
    상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크를 실장하고, 상기 홀더를 회전시키는 단계;
    반응 이온들을 상기 스퍼터링 타깃을 향하게 하는 단계;
    상기 반응 이온들이 상기 스퍼터링 타깃 상에 충돌하는 동안, 상대적 농도비로 O2 가스와 N2 가스를 주입하여, 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 상기 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크 상에 산화질화물로서 상기 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 처리에 의해 형성되는, 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 타깃은 Al, Al 산화물, 또는 Al 질화물을 포함하고, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1.0 사이의 범위에 있 고, 상기 산화질화물은 AlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  39. 제 37 항에 있어서, 상기 타깃은 Mez이 합금 성분인 MezAl 형태로 Al 합금을 포함하거나, 또는 상기 타깃은 MezAl의 산화물 또는 MezAl의 질화물을 포함하고, 상기 산화질화물은 MezAlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  40. 제 39 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  41. 제 39 항에 있어서, Me는 Si이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  42. 제 39 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  43. 제 37 항에 있어서, 상기 O2 및 N2 가스들은 0 내지 20sccm 사이의 흐름 속도들로 주입되는, 방법.
  44. 제 37 항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성됨에 따라 변화하게 되는. 방법.
  45. 제 27 항에 있어서, 상기 하부층은:
    회전가능 홀더, 스퍼터링 타깃, 전자기 방사의 고 에너지 빔을 진공 침착 챔버에 주입하여 상기 방사를 상기 스퍼터링 타깃으로 향하게 하는 장치, 선택된 흐름 속도들로 다양한 가스들을 주입하여 상기 진공 침착 챔버 내에서 원하는 농도 비로 상기 가스들을 유지하는 장치를 포함하는 상기 진공 침착 챔버를 제공하는 단계;
    상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드, 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 자기 디스크를 실장하여, 상기 홀더를 회전시키는 단계;
    상기 방사가 상기 스퍼터링 타깃을 향하게 하는 단계;
    상기 방사가 상기 스퍼터링 타깃 상에 충돌하는 동안, 상대적 농도비로 O2 가스와 N2 가스를 각각 주입하여, 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 상기 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크 상에 산화질화물로서 상기 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 처리에 의해 형성되는, 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 타깃은 Al, Al 산화물, 또는 Al 질화물을 포함하고, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1.0 사이의 범위에 있고, 상기 산화질화물은 AlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 타깃은 Mez가 합금 성분인 MezAl 형태로 Al 합금을 포함하거나, 또는 상기 타깃은 MezAl의 산화물 또는 MezAl의 질화물을 포함하고, 상기 산화질화물은 MezAlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  48. 제 47 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  49. 제 47 항에 있어서, Mez는 Siz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  50. 제 47 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있 고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  51. 제 45 항에 있어서, 상기 방사는 고 에너지 펄스형 CO2 레이저 또는 엑시머 레이저에 의해 생성되는, 방법.
  52. 제 45 항에 있어서, 상기 O2 및 N2 가스들은 약 0 내지 20sccm 사이의 흐름 속도들로 주입되는, 방법.
  53. 제 45 항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성됨에 따라 변하게 되는, 방법.
  54. 제 45 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 방법.
  55. 제 27 항에 있어서, 상기 하부층은:
    회전가능 홀더, 스퍼터링 타깃, 선택된 에너지로 반응 이온들의 고 에너지 펄스형 빔을 주입하여 상기 이온들을 상기 스퍼터링 타깃으로 향하게 하는 장치, 선택된 흐름 속도들로 도입되는 혼합된 다양한 가스들의 플라즈마를 형성하여 진공 침착 챔버 내에서 상기 플라즈마 가스들의 원하는 상대적인 농도들로 상기 플라즈 마를 유지하는 장치를 포함하는 진공 침착 챔버를 제공하는 단계;
    상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크를 실장하여, 상기 홀더를 회전시키는 단계;
    상기 반응 이온들을 상기 스퍼터링 타깃을 향하게 하여, 상기 타깃으로부터 스퍼터링된 물질을 생성하는 단계;
    상대적인 농도비(x/y)로 O2 가스 및 N2 가스의 플라즈마를 형성하는 단계로서, Ar이 상기 플라즈마를 위한 캐리어 가스로서 사용될 수 있는, 상기 플라즈마 형성 단계; 및
    상기 타깃으로부터 스퍼터링된 물질이 충돌하는 동안 또는 상기 스퍼터링된 물질이 충돌한 후에, 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크를 상기 플라즈마와 접촉시켜, 상기 판독/기록 헤드, 상기 복수의 판독/기록 헤드들, 또는 상기 자기 디스크 상에 산화질화물의 상기 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 처리에 의해 형성되는, 방법.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 타깃은 Al, Al 산화물, 또는 Al 질화물을 포함하고, x는 약 0 내지 1.5 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1.0 사이의 범위에 있고, 상기 산화질화물은 AlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  57. 제 55 항에 있어서, 상기 타깃은 Mez가 합금 성분인 MezAl 형태로 Al 합금을 포함하거나, 또는 상기 타깃은 MezAl의 산화물 또는 MezAl의 질화물을 포함하고, 상기 산화질화물은 MezAlOxNy 형태로 이루어지는, 방법.
  58. 제 57 항에 있어서, Mez는 Tiz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  59. 제 57 항에 있어서, Mez는 Siz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  60. 제 57 항에 있어서, Mez는 Crz이고, x는 약 0 내지 1.5+2z 사이의 범위에 있고, y는 약 0 내지 1+1.3z 사이의 범위에 있고, z는 약 0 내지 10 사이의 범위에 있는, 방법.
  61. 제 55 항에 있어서, 상기 x 및 y는 상기 하부층이 형성됨에 따라 변하게 되는, 방법.
  62. 제 55 항에 있어서, 상기 하부층은 약 50Å 미만의 두께로 형성되는, 방법.
  63. 제 55 항에 있어서, 상기 플라즈마는 순차적으로, 서로 다른 지속기간들에서 Ar/O2 플라즈마 및 Ar/N2 플라즈마에 의해 적용되고, 또는 순차적으로 서로 다른 지속기간들에서 Ar/N2 플라즈마 및 Ar/O2 플라즈마에 의해 적용되는, 방법.
  64. 제 55 항에 있어서, 상기 플라즈마는 이온 빔 플라즈마, ECR 플라즈마, ICP, 또는 CCP인, 방법.
KR1020080005554A 2007-01-18 2008-01-18 알루미늄 산화질화물 하부층 및 다이아몬드－유사형 탄소오버코트를 포함하는 자기 기록 헤드 및 매체 Ceased KR20080068583A (ko)

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