KR20080086403A - 금속 산질화물 접착/부식 배리어 층 및 및 다이아몬드-형탄소 오버코트 - Google Patents
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Abstract
자기 판독/기록 헤드 또는 자기 디스크 상에 보호 이중층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이중층은 접착 강화 및 내부식성 하부층 및 보호 다이아몬드-형 탄소(DLC) 상부층으로서 형성된다. 하부층은 일반식 MeOxNy를 갖는 전이 금속 산질화물로 형성되며, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중2개 이상으로 형성된 합금을 나타내고, x는 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있다. x 및 y의 값들을 조정함으로써, 접착 하부층은 응력 보상, 화학적 및 기계적 안정성, 낮은 전기 전도도로서 보호 이중층의 이와 같은 품질들에 기여한다. 반응성 이온 스퍼터링, 플라즈마 보조 화학적 기상 증착, 펄스형 레이저 증착 및 플라즈마 침지 이온 주입을 포함하는, 접착층을 형성하는 각종 방법들이 제공된다.
자기 디스크, 보호 이중층, 접착 강화 및 내부식성 하부층, 보호 다이아몬드형 탄소 상부층, 전이 금속 원소.
Description
관련 특허 출원들
본 출원은 본 출원과 동일한 양수인에게 양도되고 전체적으로 본원에 참조되어 있는 문서 번호 SM06-004 및 SM06-006과 관련된다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브들(HDD)의 제조에 관한 것이며, 특히 부식 배리어로서 또한 역할을 하는 다이아몬드-형 탄소 코팅을 하부층 상에 사용함으로써 자기 헤드 및 자기 디스크들을 보호하는 방법에 관한 것이다.
자기 판독/기록 헤드 및 상기 자기 판독/기록 헤드 아래에서 회전하는 자기 디스크의 표면 사이의 헤드-대-디스크 스페이싱(head-to-disk spacing)(비행 높이(fly height))를 감소시키는 것이 하드 디스크 드라이브(HDD) 저장 시스템에서 초고의 기록 밀도를 성취하는데 있어서 주요 방법들 중 하나가 되었다. 160 기가바이트 용량을 갖는 상업적으로 입수 가능한 HDD의 경우에, 비행 높이는 10 나노미터(nm) 정도이다. 급회전하는 디스크 및 상기 디스크 위에서 비행하는 판독/기록 헤드 사이에서 이와 같은 작은 스페이싱을 유지하는 것은 어렵고, 디스크 표면 및 헤드 사이의 이따금씩의 접촉은 불가피하다. 이와 같은 접촉이 발생할 때, 헤드 및 디스크에 손상이 초래될 수 있고, 디스크 상에 기록된 정보의 손실이 초래될 수 있다. 헤드 및 디스크 손상을 최소화하기 위하여, 얇은 DLC(다이아몬드-형 탄소) 코팅 층이 헤드의 표면 및 디스크의 표면 둘 모두에 도포된다. 이 DLC는 또한 헤드 내의 자기 재료들을 다양한 환경적인 요소들에 의한 부식으로부터 보호하는 역할을 한다. DLC의 역할이 중요하다면, DLC가 강성이며, 조밀하며, 매우 얇은 것이 필수적이며, 상기 얇은 것은 할당된 스페이싱 중 어느 하나를 다 사용하지 않으면서, 전체 비행 높이 요건을 충족시키는데 필요로 된다. 현재 20-30 옹스트롬 사이의 DLC 코팅이 종래 기술에서 발견된다.
통상적으로, DLC 코팅 두께는 50 Å보다 더 크고, 상기 두께 범위에 대하여, 고도의 내부 응력이 존재하여, 헤드의 기판 재료들 뿐만 아니라, 이들이 접합될 수 있는 다른 기판들과의 불량한 접착을 초래한다. 높은 내부 응력 및 열 응력 때문에, 접착층이 필요로 된다. 예를 들어, 커팅 에지(cutting edge)들 및 드릴링 툴(drilling tool)들의 애플리케이션들에서, DLC 두께는 미크론 범위이며, 작동 온도는 섭씨 몇 백도까지 올라갈 수 있고, 접착층의 열 팽창 계수(CTE) 또한 중요한 역할을 한다. 이러한 이유들 때문에, 종래 기술들에서, 일본 특허 JP2571957, JP2220522 및 JP3195301은 이 접착층을 위한 Si, SiOx, SiC 및 SiNx를 제안하였다. Itoh 등(미국 특허 번호, 5,227,196)은 DLC 층 하부의 산화물 기판 상에 있는 SiNx 접착층을 개시하였다. 다양한 유형들의 접착층들이 또한 종래 기술들에서 발견된 다. Ishiyama(미국 특허 출원 2006/0063040)는 더 양호한 접착을 위하여 수소화 탄소 질화물의 탄소-계 보호층을 개시하였다. Hwang 등(미국 특허 출원 2005/0045468)은 DLC에 대한 Si 접착층을 제시하였다. Hwang 등(미국 특허 출원 2002/0134672)은 DLC 층 하부의 접착층으로서 Si, Al2O3, SiO2, 또는 SiNx를 개시하였다. David 등(미국 특허 번호 5,609,948)은 DLC 층 하부의 SiC 접착층을 개시하였다.
이러한 상술된 종래 기술들 이외에, Si 이외의 재료들을 포함하는 접착층들이 또한 이용되었다. Natsume 등(미국 특허 번호 7,091,541)은 커패시터 유전체 층 및 전극 사이의 접착층을 위한 TiAlOn 산질화물을 개시하였다. Fu 등(미국 특허 번호 6,238,803)은 TiOxNy 배리어 층을 제시하였다. Johnson 등(미국 특허 번호 4,952,904)는 실리콘 질화물 및 플래티늄 사이의 금속 산화물 접착층을 개시하였다. Stevens(미국 특허 번호 5,070,036)은 VLSI 회로 내의 다양한 재료 영역들 중 하나로서 금속 산질화물을 제시하였다. Gillery(미국 특허 번호 4,861,669)는 TiOn 유전체 막을 제시하였다.
자기 헤드들의 경우에, 하부층은 적어도 다음 특성들을 가져야 한다:
1. 전기 절연 특성. 자기 헤드들의 경우에, 거대 자기저항(GMR) 효과를 기반으로 한 자기저항 판독 헤드를 포함하는 층들, 또는 터널링 자기저항(TMR) 효과를 기반으로 한 장치를 포함하는 것과 같은 자기 금속 합금 층들에 대해 전기 절연이 제공되어야 한다. 이러한 층들 및 주위의 HDD 구성요소들 간의 전기적 단락은 헤드 또는 유사한 장치를 손상시킬 것이다. 이러한 이유 때문에, 보호층들, 특히 하부층은 절연 또는 반-절연되어야 한다. 그러나, Si의 반도체 특성들로 인하여, Si 접착층의 표면 션팅(surface shunting)은 GMR 또는 TMR 판독기 내로 소위 팝콘 잡음(popcorn noise)과 같은 잡음을 초래할 수 있다.
2. 부식 방지 특성. DLC 막들, 특히 종래 기술의 진공 여과 음극 아크(FCVA)를 통해 제조된 것들은 종종 마이크로- 또는 나노-입자들과 함께 임베딩된다. 이러한 입자들은 NiFe 및 NiCoFe와 같이, 자기적 활성 층들을 형성하는데 사용되는 재료의 부식 및 핀홀들을 초래할 수 있다. 따라서, 하부층의 부식 방지 특성은 센서의 성능 무결성을 유지하는데 있어서 매우 중요하다.
3. 마모 방지 특성. 하부층 및 DLC 층의 총 두께가 30 옹스트롬 아래의 범위로 감소됨에 따라, 실제로 모든 원자가 보호받을 가치가 있다. 따라서, 더 많은 원자들을 제한된 막 두께 내로 주입할 수 있다면, 더 양호한 마모 방지 특성이 기대된다. 따라서, 하부층이 부식 보호를 위한 화학적 안정성 및 마찰적 강점을 위한 높은 경도 둘 모두를 갖는 것이 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 상술된 종래 기술에서 설명된 Si 및 관련 재료들를 대체하기 위하여, 하부층을 형성하는 새로운 종류의 재료들을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 목적은 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체를 부주의한 접촉으로부터 보호하고 헤드 및 매체 표면 사이에 내마모성을 제공하기 위하여 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체에 대한 얇은 보호층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 상부층이 보호층이고 하부층이 접착 강화 층 및 부식 보호층인 이중층으로서 형성된 이와 같은 보호층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 하부층의 본래의 고 저항성이 표면 션팅을 제거함으로써, 판독/기록 헤드로부터 팝콘 잡음과 같은 잡음을 감소시키는 이와 같은 이중층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은 하부층이 상부층과의 강하고 안전한 화학적 접합을 형성하는 이와 같은 이중 층을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5 목적은 상기 목적들 모두를 충족시키는 보호 이중층을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 보호 이중층의 접착 강화 및 내부식성 하부층을 형성하기 위하여 일반식 MeOxNy의 일종의 재료들, 즉 전이 금속 산질화물들을 사용함으로써 성취될 수 있고, 상기 "Me"는 전이 금속을 나타낸다. 본 발명의 목적들을 충족시키는 전이 금속들의 예들로는 주기율표의 3B족, 4VB족 및 5B족의 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W가 있다. 전이 금속 산질화물들은 DLC 및 기록/판독 헤드 기판, 뿐만 아니라, 기록 매체 기판에 효율적으로 접합되어, 강하고 안전한 접합을 형성할 수 있다. 이 전이 금속 산질화물은 상술된 본 발명의 목적들을 충족시키는데 필수적인 화학적 및 기계적 특성들을 갖는다. Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W는 DLC 막들로의 양호한 접합을 나타내는 탄화물 형성 내화성 금속들이다. 게다가, 이들은 AlTiC, Al2O3, NiFe 및 NiFeCo와 같은, 자기 판독 헤드들 및 매체들에 사용되는 기판 재료들 및 반도체 산업에서 광범위하게 사용되는 다양한 다른 재료들에 양호하게 접착된다는 것이 또한 나타났다. 이러한 이유 때문에, Ti, Cr 및 Ta는 접착층으로서 광범위하게 사용되었다. 또한, 전이 금속 산지화물들의 화학적, 기계적 및 물리적 특성들은 상기 식에서의 산소 및 질소 농도들(x 및 y)을 가변시킴으로써 공유-결합 도미넌트 질화물(covalent-bond dominant nitride)들로부터 이온-결합 도미넌트 산화물(ionic-bond dominant nitride)들로 조정될 수 있다. 일례로서, TiN은 접착 층을 위한 양호한 재료이지만, TiN의 전기적 저항(도1 참조)은 단지 10-6Ohm-cm이다. 그러나, 산소를 도입함으로써, TiN의 전기적 저항은 10+5-10+10Ohm-cm로 증가될 수 있다(M.J.Jung 등의 "The physiochemical properties of TiOxNy film with controlled oxygen partial pressure", Surface Coating Technology 171, pp. 71-74, 2003을 참조하라). 저항에서의 이러한 유용한 변화와 함께, 막의 응력이 유용하게도, 감소할 것이다(S.S.Ang의 "Titanium Nitride Films with High Oxygen Concentration" Journal of Electronic Materials, Vol. 17, No.2, pp.95-100, 1988).
본 발명의 목적들을 충족시키는 또 다른 예는 후술되는 바와 같이, Ta 타겟의 Ar/O2/N2 이온 빔과의 반응성 스퍼터링에 의해 준비될 수 있는 TaOxNy 막들의 종류이다. 도1에 도시된 바와 같이, TaOxNy 막에서 x/y 비를 0으로부터 20으로 증가시키면, 경도가 대략 26 GPa 내지 12 GPa 사이에서 조정된다. 동시에, 밴드-갭 에너지(Eg)는 대략 2.7 eV로부터 4.2 eV로 증가한다. 결과적으로, 저항이 또한 이에 따라 증가할 것이다. 산소/질소 비를 가변시킴으로써 막 특성들을 조정하는 이 능력은 본 발명의 매우 유용한 양상이다.
또 다른 예는 Cr 타겟의 Ar/O2/N2 이온 빔과의 반응성 스퍼터링에 의해 준비될 수 있는 CrOxNy 막의 종류이다. 재료의 전기적 특성은 CrOxNy이 CrN으로부터 CrO1.5로 가변됨에 따라 도통으로부터 절연으로 가변된다.
부가적인 예는 막 내의 산소 함량이 증가하면 막의 경도가 약 25 GPa로부터 약 5 GPa로 감소되는 MoOxNy 종류이다. 동시에, 영률(Young's modulus)이 또한 250 GPa로부터 약 50 GPa로 감소한다. 응력이 약 1.5 GPa로부터 제로에 가까운 응력으로 감소한다.
참조 및 비교 용도로, 도2는 자기 기록/판독 헤드의 제조에서 사용되는 각종 재료들의 여러 관련된 기계적 및 전기적 특성들의 편리한 목록을 제공한다.
MeOxNy 하부층은 다음을 포함하는 다수의 방법들에 의하여 준비될 수 있다:
1. Ar/O2/N2 분위기 내에서의 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 산질화물의 반응성 스퍼터링.
2. 플라즈마 침지 이온 주입(PIII), 플라즈마 침지 이온 주입 증착(PIIID)에 의한 금속 막의 플라즈마 처리
본 발명에 의하면, 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체에 대한 얇은 보호층이 제공되어, 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체를 부주의한 접촉으로부터 보호하고 헤드 및 매체 표면 사이에 내마모성을 제공한다.
본 발명의 목적들, 특징들, 및 장점들은 이하에 설명된 바와 같은 바람직한 실시예의 설명의 내용 내에서 이해된다. 바람직한 실시예의 설명은 첨부 도면들에서 이해된다.
본 발명의 바람직한 실시예들 각각은 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체들 위에 얇은 보호 이중층을 제조하는 방법을 개시하며, 상기 보호 이중층은 전이 금속 산질화물, 즉 MeOxNy로서 형성되는 접착 강화 및 내부식성 하부층(여기서 Me는 단일 전이 금속 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W) 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다), 및 상기 하부층 위에 형성된 강성의 보호 다이아몬드-형 탄소(DLC) 상부층(또한 오버코트라고 칭해짐)을 포함한다.
비정질 Si(a-Si)는 자기 기록 산업에서 DLC 층의 자기 판독/기록 헤드의 기판으로의 접착을 촉진하기 위한 접착층으로서 광범위하게 사용된다. 종래 기술에서, 코팅 프로세스는 Ar+ 이온 빔을 사용한 헤드 기판의 클리닝에서 시작된다. 이 클리닝 프로세스 다음에, 비정질 Si의 접착층이 이온-빔 스퍼터링을 사용하여 증착되고 나서, DLC 상부층이 이온-빔 증착(IBD) 또는 PECVD 또는 더 바람직하게는, 진공 여과 음극 아크(FCVA)에 의한 증착을 사용하여 증착된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 전체적으로 상이한 종류의 재료들, 즉 전이 금속 산질화물들이 접착 및 부식 보호 층 둘 모두의 역할을 하도록 형성되기 때문에, a-Si의 IBD 증착과 상이하다. 바람직한 실시예에서, 이 층은 MeOxNy의 층으로서 (헤드 또는 기록 매체 중 하나 상에) 형성되며, Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: 주기율표의 3B족, 4B족 및 5B족의 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다. 상기 층은 반응성 이온 스퍼터링, 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD), 반응성 펄스형 레이저 증착(PLD) 및 후술될 다른 방법에 의해 증착될 수 있다.
도3a의 흐름도를 참조하면, 종래 기술의 보호 이중층을 생성하는 3개의 단계들의 순서가 도시되어 있다.
1. 에칭 메커니즘으로서 Ar+ 이온 빔을 사용한 기판 사전-클리닝.
2. 반응성 이온 스퍼터링을 사용한 비정질 실리콘(a-Si)의 접착 하부층의 증 착.
3. IBD, PECVD 또는 FCVA를 사용한 DLC의 보호 상부층의 증착.
도3b의 흐름도를 참조하면, 본 발명의 보호 이중층을 생성하는 3개의 단계의 순서가 도시되어 있다.
1. 에칭 메커니즘으로서 Ar+ 이온 빔을 사용한 (헤드 또는 매체의) 기판 사전-클리닝.
2. Ar/O2/N2 분위기 내에서 이와 같은 금속 산화물, 금속 질화물, 또는 금속 산질화물 타겟으로부터 내화성 전이 금속(Me), 또는 이와 같은 금속들의 합금의 스퍼터링을 사용하거나, 플라즈마 침지 이온 주입, 플라즈마 침지 이온 주입 증착, 또는 반응성 펄스형 레이저 증착을 사용하는 것에 의한 MeOxNy의 접착 강화 및 내부식성 하부층의 증착.
3. IBD, PECVD 또는 FCVA를 사용한 DLC의 보호 상부층의 증착.
본 발명의 다음 실시예들은 보호층이 상술된 본 발명의 모든 목적들을 충족시키는 자기 판독/기록 헤드 또는 자기 기록 매체(전형적으로 디스크) 상에 형성될 수 있는 모든 방법들이다. 실시예들 모두에서, 보호층은 Ar 이온 또는 Ar/O2 이온 빔 에칭과 같은 적절한 방법에 의해 클리닝되었던 공기 베어링 층 표면(ABS)과 같은 판독/기록 헤드의 적절한 기판 표면 또는 디스크 상에 이중층으로서 형성된다. 바람직하게는, 다수의 판독/기록 헤드들이 홀더 상에 장착되고 상기 방법에 의해 동시에 처리된다는 것이 또한 이해된다.
도4는 자기 헤드-디스크 인터페이스(원래 크기대로 도시되지 않음)를 도시하며, 여기서 자기 헤더 슬라이더(10)는 자신의 서스펜션(suspension)(110)에 기계적으로 부착된다. 슬라이더는 실딩(shielding)된 GMR 또는 TMR 판독기 및 기록기(150) 및 Al2O3 오버코트(170)와 함께 AlTiC 기판(120) 상에 형성된다. 판독기 실드(reader shield), 판독기, 및 기록기 재료들은 주로 환경적인 조건들에 노출될때, 부식을 겪게 되는 Ni-Fe-Co의 각종 합금들 및 화합물들을 포함하는 자기 금속들로 형성된다. 슬라이더는 본 발명의 하부층(180) 및 DLC 오버코트(190)로 코팅된다.
한편, 자기 디스크(20)는 유리 또는 알루미늄 기판(210) 상에 형성되며, 상기 기판의 상부에는 접착층(220)(전형적으로 본 발명이 아님) 및 자기 층(230)이 있다. 자기 층의 표면은 본 발명의 방법에 의해 형성된 접착층(280) 및 DLC 오버코트(290)에 의해 보호된다. 슬라이더 헤드에 의한 마모를 최소화하기 위하여, 자기 디스크 상에 윤활유 층(260)이 도포된다. 본 발명은 슬라이더 및 자기 디스크 둘 모두에 접착층(180 및 280)을 제공한다.
제1의 바람직한
실시예
이제 도5를 참조하면, 본 발명의 보호 이중층이 자기 판독/기록 헤드 상에, 또는 자기 기록 디스크의 표면 상에 형성될 수 있는 장치의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 이러한 제1의 바람직한 실시예에서, 상기 방법의 예로서, 접착 강화 층은 TiOxNy의 층으로서 형성될 것이다.
본 발명의 제1의 바람직한 실시예는 대략 10-6 토르보다 작은 진공이 터보 펌프(도시되지 않음)에 의해 형성되는 증착 챔버(10)를 사용한다. 이 챔버는 실질적으로 다음 실시예들 모두에서 공통 요소이다. Ar+ 빔(20)과 같은 반응성 이온 빔이 이 챔버 내로 주입되고 TiO2의 스퍼터링 타겟(50)에 지향된다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 대략 300 V 내지 1200V 사이의 빔 전압을 갖는 이온들의 빔을 생성하는 전압들에 의해 가속된다. 주입 포트들(40)은 대략 0 내지 3의 범위 내의 x 및 대략 0 내지 2의 범위 내의 y에 대하여, TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비에 따라서, 상이한 농도 비들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안, 대략 0과 20 sccm 사이의 유량(flow rate)으로 이온 소스 내로 또는 챔버(10) 내로 O2 및 N2 가스의 주입을 허용한다. 상술된 바와 같이, Ar+ 빔은 TiO2의 스퍼터링 타겟(50)에 지향되고, 스퍼터링된 원자들(60)은 다수가 증착의 균일성을 위해 회전되는 회전 가능한 홀더 상에 장착되는 판독/기록 헤드들 및 자기 디스크들일 수 있는 코팅되는 장치(증착 타겟)와 충돌한다. 상술된 x 및 y의 값들에 의해 대략 10-6 내지 10+6 Ohm-cm 사이의 범위의 전기 저항률을 갖는 접착 및 내부식성 하부층들이 생성된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때, x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 주의된다. 실시예 1 내지 6의 모든 구성들에서, 접착층의 총 두께가 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 50 옹스트롬보다 작은 두께의 접착층이 본 발명의 목적들을 충족시킬지라도, 접착층 두께가 20 옹스트롬보다 작은 것이 가장 바람직하다. 접착층의 증착 이후에, DLC의 층(도시되지 않음)이 상술된 방법들을 사용하여 접착층 상에 형성되어, 본 발명의 목적들을 충족시키는 접합된 이중층을 생성한다.
Ti가 전이 금속이고 TiO2가 타겟인 상기 층 구성들이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 오버코트가 상술된 방법들을 사용하여 하부층 상에 형성된다.
동일한 제1 실시예의 제2 버전에서, 도5의 장치는 상기와 같이 사용되지만, 스퍼터링 타겟 재료(50)는 TiN이다. Ar+ 빔(20)은 RF 소스를 사용하여 주입되고 대략 300 V 및 1200 V 사이의 빔 전압을 생성하는 전압들에 의해 가속되며, O2 및 N2 가스들은 대략 0 내지 3의 범위 내의 x 및 대략 0 내지 2의 범위 내의 y에 대하여, TiOxNy 하부층의 희망하는 x/y 비에 따라서, 상이한 농도 비들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안, 대략 0과 20 sccm 사이의 유량으로 챔버(10) 내로 주입된다. Ar+ 빔이 TiN의 스퍼터링 타겟(50)에 충돌할 때, 결과적인 스퍼터링된 Ti 및 N 원자들(60)이 주입된 O2 및 N2 가스들 앞에서 판독/기록 헤드들 또는 디스크들(70)에 충 돌하여, 희망하는 TiOxNy 접착층을 생성한다. 다수의 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크가 증착의 균일성을 위해 회전되는 회전 가능한 홀더 상에 장착된다.
층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 접착층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바람직하다.
Ti가 전이 금속이고 스퍼터링 타겟이 TiN인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
제2의 바람직한
실시예
본 발명의 제2의 바람직한 실시예는 주입 포트들(40)이 대략 0 내지 3의 범위 내의 x 및 대략 0 내지 2의 범위 내의 y에 대하여, TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비 형태에 따라서, 상이한 농도 비들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안, 대략 0과 20 sccm 사이의 유량으로 O2 및 N2 가스들의 주입을 허용하는 동안, Ar+ 이온 빔과 같은 반응성 이온 빔(20)이 주입될 수 있고, Ti 스퍼터링 타겟(50)에 지 향될 수 있는 증착 챔버(10)를 포함한다는 점에서 도5의 장치와 유사한 도6의 장치를 사용한다. 그러나, 이 실시예에서, 반응성 이온 빔은 Ti의 스퍼터링 타겟(50)에 지향되는 고에너지의 스캐닝되고, 포커싱되는 Ar+ 이온 빔(25)이며, 스퍼터링된 원자들(60)은 증착의 균일성을 위해 회전되는 회전 가능한 홀더 상에 장착되는 타겟 판독/기록 헤드들 및 자기 디스크(70)와 충돌한다. 타겟을 손상시키는 것을 피하고, 증착과 관련된 히스테리시스 효과들을 제거하기 위하여, 본원에 전체적으로 참조되어 있는 T. Nyberg 등(미국 특허 출원 2004/0149566A1)에 의해 설명된 바와 같은 고에너지의 스캐닝되고 포커싱되는 이온 빔이 사용된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 접착층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바람직하다.
Ti가 전이 금속인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
제3의 바람직한
실시예
본 발명의 제3의 바람직한 실시예는 주입 포트들(40)이 0 내지 3의 범위 내의 x 및 0 내지 2의 범위 내의 y에 대하여, TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비에 따라서, 상이한 농도 비들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안, 대략 0과 20 sccm 사이의 유량으로 O2 및 N2 가스들의 주입을 허용하는 동안, Ar+ 이온 빔과 같은 반응성 이온 빔이 주입될 수 있고, Ti 스퍼터링 타겟(50)에 지향될 수 있는 증착 챔버(10)를 포함하는 도7의 장치를 사용한다. 그러나, 이 실시예에서, 이온 빔(20)은 Ti의 스퍼터링 타겟(50)에 지향되는 높은 순시 전력을 갖는 펄스형 Ar+ 이온 소스이며, 스퍼터링된 원자들(60)은 증착의 균일성을 위해 회전되는 회전 가능한 홀더 상에 장착되는 증착 타겟 판독/기록 헤드들(70)에 충돌한다. 타겟을 손상시키는 것을 피하고, 증착과 관련된 히스테리시스 효과들을 제거하기 위하여, 본원에 전체적으로 참조되어 있는 V. Kousnetsov 등(미국 특허 번호 6,296,742)에 의해 설명된 바와 같은 높은 순시 전력 펄스형 이온 소스 사용된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 접착층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바람직하다.
Ti가 전이 금속인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me 는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
제4의 바람직한
실시예
본 발명의 제4의 바람직한 실시예는 주입 포트들(40)이 TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비에 따라서, 상이한 농도들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안, 대략 0과 20 sccm 사이의 유량으로 O2 및 N2 가스들의 주입을 허용하는 동안, 고 에너지의 펄스형 레이저가 Ti 타겟(50)에 고 에너지의 펄스형 전자기 방사선(25)을 지향시킬 수 있는 증착 챔버(10)를 포함하는 도8의 장치를 사용한다. 이 실시예에서, 전자기 방사선은 CO2 레이저, 엑시머 레이저, 등과 같은 고 에너지의 펄스형 레이저에 의해 생성될 수 있고, 레이저 빔에 의해 방출된 원자들(60)은 증착의 균일성을 위해 회전되는 회전 가능한 홀더 상에 장착되는 타겟 판독/기록 헤드들 및 자기 디스크들(70)에 충돌한다. x의 값이 대략 0 내지 3의 범위 내에 있고 y값이 대략 0 내지 2의 범위 내에 있으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 접착층들이 획득되고 생성된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바 람직하다.
Ti가 전이 금속인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
제5의 바람직한
실시예
도9를 참조하면, 제5의 바람직한 실시예에 따른 자기 판독/기록 헤드 상에 보호 이중층을 형성하는 2-단계 프로세스를 실행하는 장치의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
본 발명의 제5의 바람직한 실시예는 Ar+ 빔(20)과 같은 반응성 이온 빔이 주입되는 도7의 증착 챔버(10)를 사용한다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 대략 300 V로부터 1200 V까지의 범위의 빔 전압을 갖는 이온 빔을 생성하는 전압들에 의해 가속된다. 상기 빔(20)은 Ti 스퍼터링 타겟(50)에 충돌하여, Ti 원자들이 균일한 증착을 위해 회전되는 회전 가능한 고정물(fixture) 상에 장착되는 다수의 자기 판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크들(70) 상으로 스퍼터링되도록 한다.
판독/기록 헤드들 또는 자기 매체들 상으로의 Ti 스퍼터링된 막의 증착 이후에, TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비 값에 따라서, O2 및 N2의 상이한 농도들 및 지속기간들로 각각 챔버(10) 내로 주입되는 Ar/O2 및 Ar/N2 가스들의 플라즈마에 노출된다. x의 값이 대략 0 내지 3의 범위 내에 있고 y값이 대략 0 내지 2의 범위 내에 있으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 접착층들이 획득되고 생성된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바람직하다.
Ti가 전이 금속인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
플라즈마는 이온 빔에 의한 플라즈마 형성, 용량적으로 결합된 플라즈마(CCP)의 형성 및 인가, 전자 사이클로트론 공진(ECR) 플라즈마의 형성 또는 유도적으로 결합된 플라즈마(ICP)의 형성 및 인가와 같이, 당업계에 공지되어 있는 다수의 방법들 중 어느 하나를 사용함으로써 발생되고 인가될 수 있다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
제6의 바람직한
실시예
본 발명의 제6의 바람직한 실시예는 스퍼터링된 빔이 판독/기록 헤드들 또는 디스크들에 충돌하는 동안 플라즈마의 주입이 발생된다는 점을 제외하고는, 제5의 실시예와 실질적으로 동일하다. 이 실시예는 Ar+ 빔(20)과 같은 반응성 이온 빔이 주입되는 도9의 증착 챔버(20)를 사용한다. 상기 빔은 RF 소스(30)에 의해 생성되고, 대략 300 V로부터 1200V까지의 범위의 빔 전압을 갖는 이온 빔을 생성하는 전압들에 의해 가속된다. 상기 빔(20)은 Ti 스퍼터링 타겟(50)에 충돌하여, Ti 원자들이 균일한 증착을 위해 회전 가능한 고정물 상에 장착된 다수의 자기 판독/기록 헤드들 상으로 스퍼터링되도록 한다.
판독/기록 헤드들 또는 자기 디스크(70) 상에 Ti 스퍼터링된 막을 증착하는 것은 TiOxNy 하부층에서의 희망하는 x/y 비 값에 따라서, 챔버(10) 내에서 형성되는 O2 및 N2의 상이한 농도들 및 지속기간들로 각각 Ar/O2 및 Ar/N2 가스들의 플라즈마 앞에서 실행된다(또는 상이한 노출 지속기간들로 Ar/O2 가스들 및 Ar/N2 가스들의 플라즈마(90)에 순차적으로 노출된다). 플라즈마는 이온 빔에 의한 플라즈마 형성, 용량적으로 결합된 플라즈마(CCP)의 형성 및 인가, 전자 사이클로트론 공진(ECR) 플라즈마의 형성 또는 유도적으로 결합된 플라즈마(ICP)의 형성 및 인가와 같이, 당업계에 공지되어 있는 다수의 방법들 중 어느 하나를 사용함으로써 발생되고 인가될 수 있다.
x의 값이 대략 0 내지 3의 범위 내에 있고 y값이 대략 0 내지 2의 범위 내에 있으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 접착 강화 및 내부식성 하부층들이 획득되고 생성된다. 층 두께의 함수인 조성들을 갖는 접착층들을 생성하기 위하여 증착 프로세스가 진행될 때 x 및 y가 가변될 수 있다는 점이 또한 주의된다. 모든 이러한 구성들에서, 층의 총 두께가 대략 50 옹스트롬을 초과하지 않으면 본 발명의 목적들을 충족시키는 결과가 도출된다. 층 두께가 20 옹스트롬보다 더 작은 것이 가장 바람직하다.
Ti가 전이 금속인 상기 층 구성이 Me의 화합물들을 포함하는 타겟을 사용하는 것과 실질적으로 동일한 방식으로 진행될 수 있다는 점이 주의되고, 여기서 Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타낸다.
하부층의 형성 이후에, DLC 상부층이 상술된 방법들을 사용하여 하부층 위에 형성된다.
당업자들에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 오히려 본 발명을 설명하는 것이다. 방법들, 프로세스들, 재료들, 구조들, 및 치수들에 대한 개정들 및 수정들이 행해질 수 있고, 이러한 개정들 및 수정들을 통해, 첨부된 청구항들에 의해 규정된 바와 같이 본 발명에 따라 형성된 이와 같은 보호 이중층을 여전히 제공하면서, 전이 금속 산질화물 접착 강화 및 내부식성 하부층을 포함하는 보호 이중층이 자기 판독/기록 헤드 상에 형성된다.
도1은 산소 및 질소의 상대적인 퍼센티지의 함수로서의 탄탈륨 산질화물의 경도의 그래픽도이다.
도2는 기록/판독 헤드 및 이의 보호 코팅들을 형성하는데 사용되는 재료의 여러 관련 특성들을 목록화한 테이블이다.
도3a 및 3b는 보호 이중층을 형성하는 종래 기술의 방법(3a) 및 보호 이중층을 형성하는 본 발명의 방법(3b)의 흐름도들이다.
도4는 본 발명의 보호 이중층이 형성되어야 하는 유형의 슬라이더 장착된 판독/기록 헤드의 개략도이다. 상기 유형의 회전하는 자기 디스크 위의 슬라이더 파일들이 또한 본 발명의 이중층에 의해 보호된다.
도5는 이온 빔 스퍼터링을 사용하여 본 발명의 특정한 바람직한 실시예들을 생성하는 장치의 개략도이다.
도6은 스캐닝되는 포커싱된 이온 빔을 사용하여 본 발명의 특정한 바람직한 실시예들을 생성하는 장치의 개략도이다.
도7은 펄스형 이온 빔을 사용하여 본 발명의 특정한 바람직한 실시예를 생성하는 장치의 개략도이다.
도8은 고 에너지 레이저를 사용하여 본 발명의 바람직한 실시예를 생성하는 장치의 개략도이다.
도9는 플라즈마 앞에서 또는 플라즈마에서의 처리 이전에 스터퍼링하기 위하여 이온 빔을 사용하여 본 발명의 바람직한 실시예를 생성하는 장치의 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 자기 헤더 슬라이더
20: 자기 디스크
40: 주입 포트
110: 서스펜션
180: 하부층
Claims (41)
- 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크에 있어서,판독/기록 헤드 또는 기록 디스크;상기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크 상에 형성된 보호 이중층을 포함하며, 상기 보호 이중층은,상기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크의 클리닝된(cleaned) 기판 표면 상에 전이 금속 산질화물(MeOxNy)의 층으로서 형성된 접착 강화 및 내부식성 하부층; 및상기 하부층 상에 형성된 DLC 외부 층을 더 포함하는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타내는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, x는 대략 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 하부층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 하부층은 대략 20 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 총 두께는 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, x 및 y는 하부층 두께의 함수로서 가변되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 하부층은 산소 및 질소 가스들, 또는 산소 및 질소 플라즈마들 앞에서, 반응성 펄스형 레이저 증착, 반응성 이온 스퍼터링, 펄스형 반응성 이온 스퍼터링 또는 스캐닝 포커싱된(focused) 반응성 이온 빔 스퍼터링의 프로세스에 의해 형성되는, 보호된 자기 판독/기록 헤드 또는 기록 디스크.
- 보호된 자기 기록 디스크, 보호된 판독/기록 헤드 또는 다수의 보호된 판독/기록 헤드들을 형성하는 방법에 있어서,자기 기록 디스크, 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들을 제공하 는 단계;상기 디스크, 상기 판독/기록 헤드 또는 상기 다수의 판독 기록 헤드들의 적절한 표면들을 클리닝하는 단계;상기 표면들 상에 일반식 MeOxNy를 갖는 전이 금속 산질화물 접착 강화 및 내부식성 하부층을 형성하는 단계; 및상기 하부층 상에 DLC 층을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제9항에 있어서, Me는 단일 원소 또는 다음의 전이 금속 원소들: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W 중 2개 이상으로 형성된 합금을 나타내는, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 하부층은,회전 가능한 홀더(holder), 스퍼터링 타겟, 선택된 에너지로 반응성 이온들의 빔을 주입하고 상기 스퍼터링 타겟에 상기 이온들을 지향시키는 장치, 및 선택된 유량으로 다양한 가스들을 주입하고 진공 증착 챔버 내에서 희망하는 상대적인 농도들로 상기 가스들을 유지하는 장치를 포함하는, 상기 진공 증착 챔버를 제공하는 단계;상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 이와 같은 헤드들을 장착하는 단계;단일이거나 결합된 내화성 전이 금속들(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W)을 포함하는 또는 내화성 전이 금속들의 단일이거나 결합된 산화물 또는 질화물로서의 상기 반응성 이온들을 스퍼터링 타겟에 지향시키는 단계;상기 반응성 이온들이 상기 타겟에 충돌하고 있는 동안, 및 증착의 균일성을 위하여 상기 홀더를 회전시키는 동안, 상이한 농도들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안 O2 가스 및 N2 가스를 주입함으로써, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들 상에 MeOxNy의 상기 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
- 제11항에 있어서, x는 대략 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 O2 및 N2 가스들은 대략 0과 20 sccm 사이의 유량으로 주입되는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 반응성 이온 빔은 대략 300 V 및 1200 V 사이의 빔 전압을 갖는 Ar+ 이온들의 펄스형 또는 안정된 빔이며, 상기 스퍼터링 타겟은 TiN 또는 TiO2의 타겟이고, 상기 하부층은 TiOxNy의 층으로서 형성되는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 x 및 y는 상기 하부층이 형성되고 있을 때 가변하도록 이루어지는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 접착층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 접착층은,회전 가능한 홀더, 스퍼터링 타겟, 상기 스퍼터링 타겟에 전자기 방사선의 고 에너지의 반응성의 펄스형 빔을 지향시키는 레이저, 선택된 유량으로 다양한 가스들을 주입하고 진공 증착 챔버 내에서 희망하는 농도들 및 지속기간들로 상기 가스들을 유지하는 장치를 포함하는, 상기 진공 증착 챔버를 제공하는 단계;상기 홀더 상에 상기 자기 기록 디스크, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 이와 같은 헤드들을 장착하는 단계;단일이거나 결합된 내화성 전이 금속들(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W)을 포함하는 또는 내화성 전이 금속들의 단일이거나 결합된 산화물 또는 질화물로서의 상기 전자기 방사선을 타겟에 지향시키는 단계; 및상기 반응성 이온들이 상기 타겟에 충돌하고 있는 동안, 및 상기 홀더가 증착의 균일성을 위하여 회전하고 있는 동안, 상이한 농도들로, 그리고 상이한 지속기간들 동안 O2 가스 및 N2 가스를 주입함으로써, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들 상에 MeOxNy의 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
- 제17항에 있어서, x는 대략 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있는, 방법.
- 제17항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성되고 있을 때 가변하도록 이루어지는, 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 하부층은 대략 20 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 하부층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 하부층은,회전 가능한 홀더, 스퍼터링 타겟, 선택된 에너지로 반응성 이온들의 빔을 주입하고 상기 스퍼터링 타겟에 상기 이온들을 지향시키는 장치, 상이한 농도들로 Ar/O2 가스 및 Ar/N2 가스의 혼합물로 형성되는 플라즈마를 진공 증착 챔버 내에서 형성하는 장치를 포함하는, 상기 진공 증착 챔버를 제공하는 단계;상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 이와 같은 헤드들을 장착하는 단계;단일이거나 결합된 내화성 전이 금속들(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W)을 포함하는 상기 반응성 이온 빔을 스퍼터링 타겟에 지향시킴으로써, 증착을 균일성을 위해 상기 홀더를 회전시키는 동안 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드 상에 내화성 전이 금속들의 상기 단일 또는 결합 층을 형성하는 단계; 및상기 홀더를 회전시키는 동안 상기 플라즈마 내에 침지되는 내화성 전이 금속들의 상기 층의 형성 이후에, 상이한 상대적인 농도 비들로 Ar/O2 가스 및 Ar/N2 가스의 상기 플라즈마를 각각 형성함으로써, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들 상에 MeOxNy의 상기 하부층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
- 제22항에 있어서, x는 대략 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있는, 방법.
- 제22항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성되고 있을 때 가변하도록 이루어지는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 하부층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 하부층은 대략 20 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 반응성 이온 빔은 대략 300 V 내지 1200 V 사이의 빔 전압을 갖는 Ar+ 이온들의 빔인, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 하부층은,회전 가능한 홀더, 스퍼터링 타겟, 선택된 에너지로 반응성 이온들의 빔을 주입하고 상기 스퍼터링 타겟에 상기 이온들을 지향시키는 장치, 상이한 농도들로 Ar/O2 가스 및 Ar/N2 가스의 혼합물로 형성되는 플라즈마를 진공 증착 챔버 내에서 형성하는 장치를 포함하는, 상기 진공 증착 챔버를 제공하는 단계;상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 이와 같은 헤드들을 장착하는 단계;단일이거나 결합된 내화성 전이 금속들(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W)을 포함하는 상기 반응성 이온 빔을 스퍼터링 타겟에 지향시킴으로써, 상기 판독 /기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드 상에 내화성 전이 금속들의 상기 단일 또는 결합 층을 형성하는 단계; 및상기 층이 형성되고 있고 상기 홀더가 증착의 균일성을 위해 회전되고 있는 동안 전이 금속들의 상기 층이 상기 플라즈마에 침지되는 Ar/O2 가스 및 Ar/N2 가스의 상기 플라즈마를 형성함으로써, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들 상에 MeOxNy의 상기 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 플라즈마는 상이한 지속기간에 Ar/O2 플라즈마 및 Ar/N2 플라즈마에 의해 순차적으로 인가되거나, 상이한 지속기간에 Ar/N2 플라즈마 및 Ar/O2 플라즈마에 의해 순차적으로 인가되는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 플라즈마는 이온-빔 플라즈마, ECR 플라즈마, ICP, 또는 CCP로서 형성되는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 플라즈마는 이온-빔 플라즈마, ECR 플라즈마, ICP, 또는 CCP로서 형성되는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 반응성 이온 빔은 대략 300 V 내지 1200 V 사이의 빔 전압을 갖는 Ar+ 이온들의 빔인, 방법.
- 제25항에 있어서, x는 대략 0과 3 사이의 범위 내에 있고, y는 대략 0과 2 사이의 범위 내에 있는, 방법.
- 제28항에 있어서, x 및 y는 상기 하부층이 형성되고 있을 때 가변하도록 이루어지는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 하부층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 하부층은 대략 20 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 하부층은,회전 가능한 홀더, 스퍼터링 타겟, 고 에너지의 스캐닝되고 포커싱되는 반응성 이온들의 빔을 주입하고 상기 스퍼터링 타겟에 상기 이온들을 지향시키는 장치, 다양한 가스들을 주입하고 진공 증착 챔버 내에서 희망하는 상대적인 농도들로 상 기 가스들의 분위기(atmosphere)를 유지하는 장치를 포함하는, 상기 진공 증착 챔버를 제공하는 단계;상기 홀더 상에 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 이와 같은 헤드들을 장착하는 단계;단일이거나 결합된 내화성 전이 금속들(Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, 및 W)을 포함하는 또는 내화성 전이 금속들의 단일 또는 결합된 산화물 또는 질화물로서의 상기 고 에너지의 스캐닝되고 포커싱되는 반응성 이온들을 타겟에 지향시는 단계;상기 반응성 이온들이 상기 타겟과 충돌하고 있는 동안, 상이한 상대적인 농도들로 O2 가스 및 N2 가스를 주입함으로써, 상기 자기 디스크, 상기 판독/기록 헤드 또는 다수의 판독/기록 헤드들 상에 MeOxNy의 상기 접착층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는, 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 반응성 이온 빔은 대략 300 V 내지 1200 V 사이의 빔 전압을 갖는 Ar+ 이온들의 빔인, 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 하부층은 대략 50 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제37항에 있어서, 상기 하부층은 대략 20 옹스트롬보다 더 작은 두께로 형성되는, 방법.
- 제9항에 있어서, DLC층은 IBD, PECVD 또는 FCVA에 의해 형성되는, 방법.
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080321 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |