CN101303860A - 被保护的磁读写头或磁记录介质及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被保护的磁读写头或磁记录介质及其形成方法，具体而言公开了一种用于在磁读写头或磁记录介质的衬底上形成保护双层的方法。该双层形成为增强粘着性和抗腐蚀的下层以及类金刚石碳(DLC)保护覆盖层。该下层由氮氧化硅形成，通式为SiOxNy，其中x在大约0.02到2.0之间且y在大约0.01到1.5之间。通过调整x和y的值，该下层产生这样的性质，如在衬底和DLC之间强的化学键、耐磨和抗腐蚀、化学和机械稳定性以及低的导电率。该下层可以通过多种方法形成，如反应离子溅射、等离子体辅助化学气相沉积、反应脉冲激光沉积、等离子表面处理和等离子体浸入离子注入。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘驱动器(HDD)的制造，特别是通过在下层(underlayer)上的类金刚石覆盖层的使用来保护磁头和磁盘的方法，该下层还增强了粘性并且用作腐蚀阻挡层(corrosion barrier)。
背景技术
在硬盘驱动器(HDD)存储系统中，减小磁读写头和其下面旋转的磁盘表面之间的头-盘(head-to-disk)间距(飞行高度)已成为达到超高记录密度的主要手段之一。为了商业上可用的具有160GB容量的HDD，飞行高度在10纳米(nm)的量级。在快速旋转的盘和在其上精确飞行的读写头之间保持如此小的间距是困难的而且盘表面和头之间的偶然接触是不可避免的。而当这样的接触发生时，会导致头和盘的损坏并导致记录在盘上的信息丢失。为了使头和盘损坏最小化，薄的DLC(类金刚石碳)覆盖层被应用到头的表面和盘的表面。这种DLC还保护头中的磁性材料不受环境中的各种成分的腐蚀。考虑到DLC的作用的重要性，重要的是DLC覆盖层是坚硬、致密并且非常薄的，具有用以满足整个飞行高度的需要而无需用完任何被分配的间距的所需要的薄度。目前现有技术中DLC覆盖层的厚度在20-30埃之间。
通常地，DLC覆盖层厚度大于50埃并且在该厚度范围内存在高的内应力，导致其与头的衬底材料以及其被粘接到其它衬底的低粘着力。因为高的内应力和热应力，因此需要粘着层。例如，在切削刃和钻孔刀具的应用中，DLC的厚度在微米范围并且工作温度能够达到几百摄氏度，粘着层的热膨胀系数(CTE)也扮演着重要的角色。基于这些原因，Itoh等人的日本专利JP2571957(美国专利No.5227196)和JP3195301已经提出Si，SiOx，SiC和SiNx用于这样的粘着层。具体地，日本专利JP2571957教导引入气态硅化物到具有氧化表面的作为衬底的基础材料上并且使用等离子体作为分解媒质形成无定形硅的缓冲层。之后，气态碳氢化合物被引入并且在缓冲层上形成含碳的覆盖膜。
Itoh(在上面被引用)教导叠层膜包括用于控制内应力为目的的至少两层膜。在一个实施例中控制氮化硅层中氢的含量以获得在碳层和氧化物衬底之间作为缓冲层的氮化硅层的最佳性质。
JP3195301教导通过插入具有低内应力的膜在衬底上形成碳膜。在一个实施例中，氮化硅膜被用作低应力的插入膜。用硅化氢气体引入到反应室形成该膜。
Ishiyama(美国专利申请2006/0063040)公开了一种具有较好粘接性的氢化氮化碳的碳基保护层。Hwang等人(美国专利申请2005/0045468)教导Si粘着层用于DLC。Hwang等人(美国专利申请2002/0134672)公开了位于DLC层下的Si、Al2O3、SiO2或SiNx作为粘着层。David等人(美国专利号5,609,948)描述了位于DLC层下的SiC粘着层。
为了在磁头中应用下层，下层应具备以下性质：
1.电隔离性。对于磁头，必须为磁性金属合金层提供电隔离，该磁性金属合金层，例如那些包括基于巨磁电阻效应(GMR)的磁电阻读取头的层，或那些包括基于隧道磁电阻效应(TMR)的器件的层。在这些层和周围HDD组件之间的电短路将损坏头或类似器件。基于此原因，保护层，特别是下层，应该是绝缘或半绝缘的。然而，因为Si的半导体特性，Si粘着层的表面分流(surface shunting)会将噪音，也就是所谓的爆米花噪音引入到GMR或TMR读出器中。
2.抗腐蚀性。DLC膜，特别是通过现有技术的过滤阴极真空弧光(filteredcathodic vacuum arc，FCVA)过程制备的那些DLC膜，通常嵌入有微米颗粒或纳米颗粒。这些颗粒能导致用于形成磁性活性层中材料，例如NiFe和NiCoFe的针孔和腐蚀。如果能够提供下层的抗腐蚀性，将对保持传感器的性能完整性起到至关重要的作用。
3.抗磨损性。因为粘着层和DLC层的总厚度被减小到低于30埃的范围内，精确到每一个原子都值得保护。因此粘着层具有用于腐蚀保护的化学稳定性和用于摩擦优势的高硬度是非常重要的。本发明的目的就是提供一种作为粘着层的新型材料以替代上述现有技术中所描述的Si和相关材料。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于磁读写头或磁记录介质的薄的保护层以防止在头和介质表面之间无意的接触。
本发明的第二个目的是提供一种形成为双层(bilayer)的保护层，其中覆盖层主要为保护层以及下层主要为粘性增强层和抗腐蚀层。
本发明的第三个目的是提供一种双层，其中下层的固有的高电阻率减小了表面分流，因此降低噪音，例如来自读写头的爆米花噪音。
本发明的第四个目的是提供一种双层，其中下层与覆盖层形成强且稳定的化学键。
本发明的第五个目的是提供一种满足上述目的的保护双层的形成方法。
通过使用一类材料氮氧化硅，通式为SiOXNy，以形成保护双层的粘接增强和腐蚀保护下层来达到本发明的目的。氮氧化硅能够有效地与DLC和读写头衬底结合以形成强而稳定的结合。其具有必需的化学和机械特性以满足本发明上述目的。
因为碳和硅原子之间的亲合性，对于DLC膜SiOXNy表现出良好的粘接性，形成Si-C键。另外，硅还被证实对于制造读写头所用的各种衬底材料具有好的粘接性，包括材料例如AlTiC、Al2O3、NiFe、NiFeCo和类似性质的其它材料。进一步，通过改变氧和氮的浓度，化学式中的x和y，能够定制氮氧化硅的化学、机械和物理特性。为了参考和比较，图1提供了在磁读写头制造中使用的各种材料的几种相关的机械和电学特性的表格。
薄保护膜的重要功能，例如本发明的双层，是提供腐蚀保护。与硅或非晶硅相比，SiO2和Si3N4更加稳定且抗腐蚀并因此防腐蚀。例如，在碱性溶液中硅的蚀刻率比SiO2或Si3N4的都高得多；特别在KOH溶液中(重量百分数33.3％，80℃)，Si在(100)面的蚀刻率为11000埃/分钟，而对于热氧化物(thermoxide)SiO2，大约77埃/分钟以及对于富含Si的氮化硅和按化学配比的氮化硅而言，蚀刻率基本上为零。(K.R.Wiliams，“Etch rate formicromachining processing-part II”Journal of Microelectromechanical Systems，12(67)，pp.761-778，2003)。
浸渍试验能够揭示保护覆盖层的抗腐蚀性。该试验在酸性(蚁酸)和碱性(小苏打)条件下被实施。具有相同的30埃的厚度，SiON/DLC双层在统计上显示出比传统的Si/DLC双层(见图3)高的抗腐蚀性。
SiOXNy的硬度能够从6Gpa(SiO2)变化到超过20Gpa(SiNy)。类似地，SiOXNy薄膜的应力能够从对于SiNy的+0.9Gpa的拉应力变化(调节)到对于SiO2的-0.3Gpa的压应力。通过比较，a-Si具有大约+1.0Gpa的压应力(R.T.Howe et al.，“Stress in polycrystalline and amorphous silicon thin films ”，Journal ofApplied Physics，54(8)pp.4674-4675，1983)。SiOXNy的其它特性的调节也被很好地说明，例如其光学反射系数能在对于SiO2的1.45到对于SiNy的2.0到对于富含Si的SiOXNy的2.4之间变化。
上面所提到的，在下层和DLC层的总厚度减小到小于30埃的范围时，精确到每一个原子都值得保护。氧和氮在最小的原子之中(图4)。在非晶SiO2中，两个O原子大约占据一个Si原子的空间，所以对于给定的厚度能够插入更多小的原子。对于DLC覆盖层的耐磨性，覆盖层对衬底的粘接强度是重要的考虑因素。在本发明中耐磨性已通过用Hysitron Triboindenter纳米磨损实验得到证实。相同的20微牛的负载和20个磨损周期应用到相同厚度的常规Si/DLC双层和本发明的SiOXNy/DLC，本发明的SiOXNy/DLC表现出更好的纳米磨损耐久性。
因为SiON比Si更绝缘，表面分流及其相关噪音能被大大减少。图5显示了对传统Si/DLC双层(阴影条)和本发明的SiON/DLC双层(无阴影条)(每种的260个滑块)进行准静态测试(Quasi-Static Test)的结果，并且结果表明在SiON/DLC保护的滑块中爆米花噪音的频度明显减小。
可以通过多种方法制备SiOXNy下层，包括：
1.在Ar/O2/N2气氛中以金属、金属氧化物或金属氮化物靶进行的反应性溅射Si。
2.等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，低压力化学气相沉积(LPCVD)，等离子体浸入离子注入(PIII)，等离子体浸入离子注入沉积(PIIID)。
3.通过离子束等离子体、电容性耦合等离子体(CCP)、电感耦合等离子体(ICP)和电子回旋共振(ECR)等离子体进行的Si表面的等离子体处理。
附图说明
从下面对优选实施例的描述的上下文中，本发明的目的、特征和优点将被理解。优选实施例的描述将在附图的上下文中被理解，其中：
图1是列出用于形成读写头及其保护层的材料的几种相关特性的表。
图2a和2b是描述形成本发明的保护双层的步骤的示意性流程图。
图3展示了现有技术保护层与本发明保护层的腐蚀率的比较。
图4显示了用于本发明的元素的原子半径。
图5显示了与现有技术保护层相关的爆米花噪音和与本发明保护层相关的爆米花噪音之间的比较。
图6是被本发明的双层所保护的读写头和磁盘之间界面的示意图。
图7是使用离子束溅射、聚焦离子束溅射或脉冲离子束溅射的本发明优选实施例的示意图。
图8是使用高能激光的本发明优选实施例的示意图。
图9是本发明优选实施例的示意图，其中在多个读写头或磁介质上的溅射Si膜暴露于混合的Ar/O2/N2等离子体，顺序包括Ar/N2等离子体和Ar/O2等离子体(或相反顺序)，其中该等离子体被作为电感耦合等离子体(ICP)，电容性耦合等离子体(CCP)，或电子回旋共振等离子体(electron cyclotronresonance，ECR)而应用。
具体实施方式
本发明的优选实施例教导在磁读写头或磁介质上制作一层薄的保护双层的方法，其中该保护双层包括SiOXNy增强粘性和抗腐蚀下层(underlayer)，其上形成一层坚固的、类金刚石碳(DLC)保护覆盖层(也叫做保护层)。
在磁记录行业中非晶Si(a-Si)被广泛用作粘着层(adhesion layer)以提升DLC层对磁读写头衬底的粘着性。参照图2a，通过顺序的三个步骤图示出了现有技术中在读写头上形成保护覆盖层。在现有技术中，该覆盖过程以使用Ar+离子束对头衬底的清洁作为开始。接在此清洁工艺之后，使用离子束溅射沉积非晶Si的粘着层然后使用离子束沉积(IBD)或PECVD或，更加优选地，过滤阴极真空弧光(FCVA)沉积DLC覆盖层。
本发明的优选实施例不同于在读写头衬底上的a-Si的现有技术IBD沉积并且还将包括在包括磁记录介质和读写头的衬底上沉积。参照图2b，显示了制作本发明的保护双层的顺序的三个步骤。
1.使用Ar+离子束作为蚀刻装置(etching mechanism)对衬底预清洁，其中该衬底可以是读写头或磁介质的表面。
2.使用在Ar/O2/N2气氛中以硅、氧化硅或氮化硅靶进行的反应离子溅射Si，等离子增强化学气相沉积(PECVD)，或反应脉冲激光沉积，来沉积增强粘着性和抗腐蚀的下层SiOXNy。或者通过离子束等离子体、电容性耦合等离子体(CCP)、电子回旋共振(ECR)等离子体、电感耦合等离子体(ICP)或通过等离子体浸入离子注入/沉积(PIIID)，对a-Si膜进行等离子处理。
3.使用离子束沉积(IBD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)或过滤阴极真空弧光(FCVA)沉积DLC的保护覆盖层。
本发明接下来的九个实施例都是在磁读写头或磁介质上形成保护双层的方法，其将满足本发明以上阐明的所有目的。在全部的实施例中，保护层形成在读写头或记录介质的合适的衬底表面上，例如已由合适的方法例如Ar+束蚀刻清洗的空气支承层表面(air-bearing layer surface，ABS)。还可以理解的是多个读写头优选地安装在夹具上并同时通过该方法处理。
为了示意性地图示本发明下面任一实施例的应用的目的，，图6示意性地显示了在头和介质假设的位置中位于磁记录介质上方的读写头，而硬盘驱动器(HDD)在工作中并且该磁记录介质在该头下面移动。该图图示了磁头-盘界面(未按比例作图)，其中磁读写头滑块(10)被机械地连接其悬臂(110)。该滑块设置在具有被屏蔽的GMR或TMR读取头和写入头(150)以及Al2O3覆盖层(170)的AlTiC衬底(120)上。读取头屏蔽、读取头和写入头材料主要由磁性材料形成，该磁性材料包括各种合金和Ni-Fe-Co化合物，其暴露在周围环境条件下时，可以抗腐蚀。该滑块涂敷有下层(180)和DLC覆盖层(190)。
另一方面，在该滑块下旋转的磁记录介质(在这些实施例中的磁盘(20))被设置在玻璃或铝衬底(210)上，该衬底上是第一下层(220)(不是本发明的下层)和磁性层(230)。磁性层(230)的表面被第二下层(280)和DCL覆盖层(290)保护，该第二下层是本发明的下层，第二下层和DCL覆盖层都是通过本发明的方法形成的。为了减小对滑块头的磨损，润滑层(260)被应用在磁盘上。本发明提供用于滑块(180)和磁盘(280)以及形成于其上的下层和DLC层。
第一优选实施例
参照图7，显示了具有在磁读写头或记录介质上形成本发明的保护双层的装置的示意性透视图。
本发明第一优选实施例使用沉积室(10)，在其中注入离子束，在本发明中是Ar+束(20)。该束由RF源(30)产生并由范围从300V到1200V的电压加速。注入端口(40)允许O2和N2气注入该室(10)，该O2和N2气具有在0到20sccm之间的流速以及不同的比率，x/y，取决于SiOXNy下层的期望的形式。Ar+束对准SiO2溅射靶(50)并且被溅射的原子(60)撞击到可旋转的安装的沉积靶(70)上，该靶可以是读写头，多个该读写头作为未切割的滑块可以安装在可旋转的夹具上，该可旋转的夹具能够旋转用于沉积的均匀。可选择地，沉积靶(70)还可以是被类似安装的磁记录介质，例如图6的磁盘。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出粘着层，其成分是层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。下层沉积之后，在该下层上形成DLC层用来制作结合的双层以满足本发明的目的。
第二优选实施例
在第二优选实施例中，图8的装置被如上使用，但溅射靶材料(50)是Si3N4。离子束，在本实施例中是Ar+束(20)，使用300V到1200V之间的电压将其注入并且O2和N2气被注入室(10)中，该O2和N2气具有0到20sccm之间的流速并且不同的比率，x/y，取决于SiOXNy下层的期望的形式。Ar+束对准Si3N4溅射靶(50)并且在注入的O2和N2气存在下溅射的Si和N原子(60)撞击到可旋转的安装的读写头的沉积靶(70)上用以产生所期望的SiOXNy下层。多个该读写头作为未切割的滑块可以安装在可旋转的夹具上以使得沉积均匀。可选择地，沉积靶(70)还可以是磁记录介质例如磁盘。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
下层形成之后，用上文所述方法在该下层上形成DLC覆盖层。
第三优选实施例
本发明的第三优选实施例使用图7的装置，包括沉积室(10)，其中当注入端口(40)允许O2和N2气以0到20sccm之间的流速以及取决于SiOXNy下层的期望形式的不同的比率x/y注入时，离子束能够注入到该沉积室中。然而，在本实施例中，离子束是高能扫描聚焦离子束(20)，其对准Si的溅射靶(50)并且溅射的原子(60)撞击到可旋转的安装的读写头的沉积靶(70)上，该读写头作为未切割的滑块可以被安装在可旋转的夹具上以使得沉积均匀。可选择地，沉积靶(70)还可以是磁记录介质例如磁盘。为了避免毒化(poisoning)溅射靶并减小沉积所带来的滞后效应(hysteresis effect)，使用如T.Nyberg等人所描述(美国专利申请2004/0149566，其全部内容在此被作为参考)的高能扫描聚焦的离子束。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第四优选实施例
本发明的第四优选实施例使用图7的装置，包括沉积室(10)，其中当注入端口(40)允许O2和N2气以0到20sccm之间的流速以及取决于SiOXNy下层的期望形式的不同的比率x/y注入时，离子束能够注入到该沉积室中。然而，在本实施例中，离子束(20)由具有高瞬时功率的脉冲离子源(30)产生，该束对准Si的溅射靶(50)并且溅射的原子(60)撞击到可旋转的安装的读写头的沉积靶(70)上，该读写头作为多个未切割的滑块被安装在可旋转的夹具上以使得沉积均匀。同样地，沉积靶(70)可以是被安装在夹具上的磁介质盘。为了避免毒化溅射靶并减小沉积所带来的滞后效应，使用如V.Kousnetsov等人所描述(美国专利号6,296,742，其全部内容在此被作为参考)的高瞬时功率的脉冲离子源。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第五优选实施例
在本发明的第五优选实施例使用图8的装置，其包括沉积室(10)，其中当注入端口(40)允许O2和N2气以在0到20sccm之间的流速以及取决于SiOXNy下层的期望形式的不同的比率x/y注入时，激光器(20)将电磁辐射波(80)对准Si、SiO2或Si3N4溅射靶(50)。在本实施例中，激光器可以是高能激光器例如CO2激光器、准分子激光器等等，并且由激光束射出的原子(60)撞击到可旋转的安装的读写头的沉积靶(70)上，该读写头作为未切割的滑块可以安装在可旋转的夹具上以使得沉积均匀。可选择地，沉积靶(70)还可以是磁记录介质，例如磁盘。激光通量可以在大约2到5J/cm2之间。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第六优选实施例
参照图9，显示了一种装置的示意性透视图，其中执行根据第六优选实施例在磁读写头上形成保护双层的两步过程。
本发明的第六优选实施例使用图9的沉积室(10)，反应离子束，例如本实施例的Ar+束(20)注入到该沉积室中。该束由RF源(30)产生并由范围从300V到1200V的电压加速。该束(20)撞击Si溅射靶(50)产生即将溅射到可旋转的安装的沉积靶(70)上的Si原子，该沉积靶可以是多个可旋转地安装的磁读写头，典型地作为多个未被切割的滑块，安装在可旋转的夹具上用于均匀沉积。可选择地，沉积靶(70)还可以是可旋转地安装的磁记录介质，例如磁盘，以在其上进行沉积。
在读写头或盘上沉积Si溅射膜后，该Si膜暴露于Ar、O2和N2气(Ar作为载气)的等离子体(90)，O2和N2气分别具有不同的比率，该比率取决于SiOXNy层所需要的形式(即构成对已沉积的Si膜的等离子体表面处理的过程)。通过使用本领域中公知的许多方法可以产生并应用该等离子体，例如通过离子束形成的等离子体，电容性耦合等离子体(CCP)的形成和应用，电子回旋共振(ECR)等离子体的形成或电感耦合等离子体(ICP)的形成和应用。
所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第七优选实施例
本发明的第七优选实施例使用图9的沉积室(10)，离子束，例如本实施例的Ar+束(20)注入到该沉积室中。该束由RF源(30)产生并由范围从300V到1200V的电压加速。该束(20)撞击Si溅射靶(50)产生即将溅射到可旋转的安装的沉积靶(70)上的Si原子，该沉积靶可以是多个可旋转的安装的磁读写头，典型地作为多个未被切割的滑块，安装在可旋转的夹具上用于均匀沉积。可选择地，溅射靶(70)可以是安装在可旋转的夹具上的磁介质，例如磁盘，并在其上进行沉积。
在读写头上沉积Si溅射膜后，接着该膜暴露于Ar/O2气的等离子体(90)，紧接着暴露于Ar/N2气的等离子体，或可选择地，Ar/N2气的等离子体(90)紧接着Ar/O2气的等离子体的相反顺序。这些等离子体通过使用例如第六优选实施例所描述的方法形成，例如通过离子束形成的等离子体，电容性耦合等离子体(CCP)的形成和应用，电子回旋共振(ECR)等离子体的形成或电感耦合等离子体(ICP)的形成和应用，每个等离子体以不同的时间长度施加在Si膜上，取决于SiOXNy的期望的形式。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第八优选实施例
本发明的第八优选实施例使用图9的沉积室(10)，离子束，例如本实施例的Ar+束(20)注入到该沉积室中。该束由RF源(30)产生并由范围从300V到1200V的电压加速。该束(20)撞击到Si溅射靶(50)上产生即将溅射到可旋转的安装的沉积靶(70)上的Si原子，该沉积靶可以是多个可旋转地安装的磁读写头，典型地作为多个未被切割的滑块，安装在可旋转的夹具上用于均匀沉积。可选择地，沉积靶(70)可以是可旋转地安装的磁介质，例如磁盘，并在其上进行沉积。
在读写头上沉积Si溅射膜以等离子体浸入沉积的形式，也就是说，沉积是在Ar、O2和N2气的等离子体(90)存在的情况下实施的，该等离子体通过使用例如第六优选实施例所描述的方法形成，例如由离子束形成的等离子体，电容性耦合等离子体(CCP)的形成和应用，电子回旋共振(ECR)等离子体的形成或电感耦合等离子体(ICP)的形成和应用，以及该等离子体以不同的O2和N2气的比率施加在室(10)内，该比率取决于SiOXNy层的期望的形式。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出粘着层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
第九优选实施例
再参照图7，显示了一种装置的示意性透视图，其中执行根据第九优选实施例在磁读写头上形成保护双层的两步过程。
本发明的第九优选实施例使用图7的沉积室(10)，反应离子束，例如本实施例的Ar+束(20)注入到该沉积室中。该束由RF源(30)产生并由范围从300V到1200V的电压加速。该束(20)撞击到Si溅射靶(50)上产生即将溅射到可旋转的安装的沉积靶(70)上的Si原子，该沉积靶可以是多个可旋转地安装的磁读写头，典型地以多个未被切割的滑块的形式，安装在可旋转的夹具上用于均匀沉积。可选择地，在其上进行沉积时，沉积靶(70)可以是安装在夹具上的用于在其上进行沉积的的磁介质，例如磁盘。
在读写头上沉积Si溅射膜后，该Si膜暴露于O2和N2气氛，该O2和N2气以不同的x/y比率和不同的时间长度被引入室内，以使得Si膜的氧和氮能够取得SiOXNy形式的粘着层中所需要的x和y的值。所制作的下层具有x的值在0.02到2.0之间并且y的值在0.01到1.5之间可以满足本发明的目的。还指出x和y可以根据沉积过程的进行而变化以制作出下层，其成分是下层厚度的函数。在所有这些形成中，不超过50埃的下层的全部厚度产生满足本发明目的的结果。下层厚度小于20埃是最优选的。
本领域技术人员知道，本发明的优选实施例只是对本发明的说明并不是对本发明的限定。在仍然提供根据所附权利要求定义的本发明所形成保护层的情况下，可以对在磁读写头上形成保护层的方法，工艺，材料，结构和尺寸进行修改和变形。
Claims (34)
1.一种被保护的磁读写头或磁记录介质，包括：
读写头或记录介质；
形成在所述头或记录介质上的保护双层，该双层还包括：
在所述头或记录介质的被清洁的衬底表面上形成为SiOxNy层的下层；
形成在所述下层上的DLC外层。
2.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中x在大约0.02到2.0之间且y在大约0.01到1.5之间。
3.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中所述下层形成为厚度小于约50埃。
4.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中所述下层形成为厚度小于约20埃。
5.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中x和y作为下层厚度的函数而变化。
6.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中所述下层通过溅射、等离子体浸入离子注入、等离子体浸入离子注入沉积、等离子体增强化学气相沉积、电子回旋共振等离子体沉积或反应性脉冲激光沉积而形成。
7.如权利要求1所述的被保护的读写头或记录介质，其中所述下层是增强粘着性和抗腐蚀的。
8.一种被保护的读写头、多个被保护的读写头或被保护的磁记录介质的形成方法，包括：
提供该读写头、该多个该读写头或该磁记录介质；
清洁该读写头、多个该读写头或该磁记录介质的适当的表面；
在所述表面上形成具有通式为SiOxNy的下层；
在所述下层上形成DLC层。
9.如权利要求8所述的方法，其中x在大约0.02到2.0之间且y在大约0.01到1.5之间。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述下层通过一种工艺形成，该工艺包括：
提供一个真空沉积室，其包括可旋转的夹具、溅射靶、用于在设定的能量下注入反应离子束并且使所述离子对准所述溅射靶的装置，用于以设定的流速注入各种气体并且在所述室内保持所述气体为所需要的相对浓度的装置；
在所述夹具上安装所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质；
将所述离子束对准Si、SiO2、Si3N4的溅射靶；
当所述反应离子撞击到所述靶上时，分别以相对浓度x和y引入O2气和N2气，从而在所述读写头或多个该读写头上形成SiOxNy下层。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述反应离子束为Ar+离子束，其通过使该束经过大约600V到1200V之间的电压而形成。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述反应离子束为高能扫描聚焦离子束，用以避免毒化溅射靶并减小滞后。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述反应离子束为高瞬时功率的脉冲离子源，用以避免毒化溅射靶。
14.如权利要求10所述的方法，其中x和y随着所述下层的形成而改变。
15.如权利要求10所述的方法，其中所述下层形成为厚度小于约50埃。
16.如权利要求8所述的方法，其中所述下层通过一种工艺形成，该工艺包括：
提供真空沉积室，其包括可旋转的夹具、溅射靶、用于将电磁辐射的高能脉冲束对准所述溅射靶的激光器，用于以设定流速引入各种气体以及在所述室内保持所述气体为所需要的相对浓度的装置；
在所述夹具上安装所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质；
将所述电磁辐射对准Si的溅射靶；
当所述电磁辐射撞击到所述靶上时，注入选定浓度的O2气和N2气，从而在所述读写头或多个该头上形成SiOxNy下层。
17.如权利要求16所述的方法，其中在O2和N2注入的过程中Ar作为载气。
18.如权利要求16所述的方法，其中x和y随所述下层的形成而改变。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述下层形成为厚度小于约50埃。
20.如权利要求16所述的方法，其中激光器是CO2激光器或准分子激光器。
21.如权利要求16所述的方法，其中所述辐射的高能束具有约2到5J/cm2的能量流量。
22.如权利要求8所述的方法，其中所述下层通过一种工艺形成，该工艺包括：
提供真空沉积室，其包括可旋转的夹具、溅射靶、用于以设定能量注入反应离子束并将所述离子对准所述溅射靶的装置、用于在所述室内形成等离子体的装置，所述等离子体由具有选定浓度的O2气和N2气的混合物形成；
在所述夹具上安装所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质；
将所述反应离子束对准Si的溅射靶，从而在所述读写头、多个该头或磁记录介质上形成Si层；接着
在所述Si层形成后，形成具有选定浓度的O2气和N2气的所述等离子体，所述Si层浸入所述等离子体持续选定时间，从而在所述读写头或多个该头上形成SiOxNy下层。
23.如权利要求22所述的方法，其中在O2和N2等离子体形成过程中Ar作为载气。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述反应离子束为Ar+离子束，其通过使所述束经过大约600V到1200V之间的电压而形成。
25.如权利要求22所述的方法，其中以一顺序施加所述等离子体，该顺序包括施加Ar/O2等离子体后施加Ar/N2等离子体，每个施加持续不同的时间，或该顺序包括施加Ar/N2等离子体后施加Ar/O2等离子体，每个施加持续不同的时间。
26.如权利要求22所述的方法，其中所述等离子体是离子束等离子体、ECR等离子体、ICP或CCP。
27.如权利要求8所述的方法，其中所述下层通过一种工艺形成，该工艺包括：
提供真空沉积室，其包括可旋转的夹具、溅射靶、用于将反应离子束以设定能量注入并将所述离子对准所述溅射靶的装置，用于在所述室内形成等离子体的装置，所述等离子体由选定浓度的O2气和N2气的混合物形成；
在所述夹具上安装所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质；
将所述反应离子束对准Si的溅射靶，从而在所述读写头或多个该头上形成Si层；
形成选定浓度的所述O2气和N2气的等离子体，所述Si层浸入到所述等离子体中在形成所述层时，从而在所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质上形成SiOxNy下层。
28.如权利要求27所述的方法，其中在O2和N2等离子体形成过程中Ar作为载气。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述反应离子束为Ar+离子束，其通过使所述束经过大约600V到1200V之间的电压而形成。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述等离子体是离子束等离子体、ECR等离子体、ICP或CCP。
31.如权利要求8所述的方法，其中所述下层通过一种工艺形成，该工艺包括：
提供真空沉积室，其包括可旋转的夹具、溅射靶、用于将反应离子束以设定能量注入并将所述离子对准所述溅射靶的装置，用于注入各种气体并在所述室内保持具有选定相对浓度的所述气体的气氛；
在所述夹具上安装所述读写头、所述多个该头或磁记录介质；
将所述反应离子束对准Si的溅射靶，从而在所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质上形成Si层；
使用Ar作为载气来形成具有选定的相对浓度的O2气和N2气的气氛，由此所述O2气氧化所述Si层并且所述N2气氮化所述Si层，从而在所述读写头、所述多个该头或所述磁记录介质上形成SiOxNy下层。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述反应离子束为Ar+离子束，其通过使所述束经过大约600V到1200V之间的电压而形成。
33.如权利要求8所述的方法，其中所述DLC层通过IBD、PECVD或FCVA形成。
34.如权利要求8所述的方法，其中所述下层是增强粘着性和抗腐蚀的。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102157324A (zh) * | 2009-12-14 | 2011-08-17 | Spp处理技术系统英国有限公司 | 离子束源 |
| CN102354659A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-02-15 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 掩膜成核消除方法以及选择性外延生长方法 |
| CN104054129A (zh) * | 2012-05-07 | 2014-09-17 | 富士电机株式会社 | 记录介质 |
| CN104170014A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-11-26 | 富士电机株式会社 | 磁记录介质的制造方法 |
| CN106929800A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-07 | 信利光电股份有限公司 | 一种类金刚石复合薄膜及其制备方法 |
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Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8014104B2 (en) * | 2007-03-21 | 2011-09-06 | Sae Magnetics (Hk) Ltd. | Magnetic head/disk with transition metal oxynitride adhesion/corrosion barrier and diamond-like carbon overcoat bilayer |
| US20110058279A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-03-10 | Flint Eric | Overcoat having a low silicon/carbon ratio |
| US8968535B2 (en) * | 2009-12-14 | 2015-03-03 | Spp Process Technology Systems Uk Limited | Ion beam source |
| US8472134B2 (en) | 2011-08-02 | 2013-06-25 | HGST Netherlands B.V. | Air bearing surface overcoat with soft intermediate film, and methods of producing the same |
| US8687323B2 (en) | 2011-10-12 | 2014-04-01 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic media disk anticorrosion overcoat with titanium and silicon based layers |
| WO2013138472A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Method and material for protecting magnetic information storage media |
| JP6083154B2 (ja) | 2012-08-30 | 2017-02-22 | 富士電機株式会社 | 磁気記録媒体 |
| US9117619B2 (en) * | 2013-11-07 | 2015-08-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Device for generating heavy-ion beam and method thereof |
| US9805748B1 (en) | 2014-06-24 | 2017-10-31 | Western Digital (Fremont), Llc | System and method for providing a protective layer having a graded intermediate layer |
| US9406323B2 (en) * | 2014-12-05 | 2016-08-02 | HGST Netherlands B.V. | Slider with aluminum compound fill |
| US11114122B1 (en) * | 2019-03-06 | 2021-09-07 | Seagate Technology Llc | Magnetic devices with overcoat that includes a titanium oxynitride layer |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5070036A (en) * | 1989-01-04 | 1991-12-03 | Quality Microcircuits Corporation | Process for contacting and interconnecting semiconductor devices within an integrated circuit |
| US5227196A (en) * | 1989-02-16 | 1993-07-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming a carbon film on a substrate made of an oxide material |
| US5609948A (en) * | 1992-08-21 | 1997-03-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Laminate containing diamond-like carbon and thin-film magnetic head assembly formed thereon |
| US5637373A (en) * | 1992-11-19 | 1997-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Magnetic recording medium |
| JPH0845045A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
| JPH09212814A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Nec Corp | 保護被膜と保護被膜を有する磁気ヘッドスライダおよび磁気ディスク装置 |
| SE9704607D0 (sv) * | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Chemfilt R & D Ab | A method and apparatus for magnetically enhanced sputtering |
| US6136421A (en) * | 1998-07-21 | 2000-10-24 | Seagate Technology Llc | Magneto-resistance recording media comprising multilayered protective overcoats |
| US6569295B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-05-27 | International Business Machines Corporation | Method for grading surface topography for improved step coverage and planarization |
| SE521095C2 (sv) * | 2001-06-08 | 2003-09-30 | Cardinal Cg Co | Förfarande för reaktiv sputtring |
| JP2003110337A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | ４点給電ループアンテナ |
| US7300556B2 (en) * | 2003-08-29 | 2007-11-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for depositing a thin film adhesion layer |
| JP4039678B2 (ja) * | 2005-08-22 | 2008-01-30 | アルプス電気株式会社 | 薄膜磁気ヘッド |
| US7758982B2 (en) * | 2005-09-02 | 2010-07-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | SiN overcoat for perpendicular magnetic recording media |
-
2007
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-
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- 2008-02-05 KR KR1020080011881A patent/KR20080073258A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102157324A (zh) * | 2009-12-14 | 2011-08-17 | Spp处理技术系统英国有限公司 | 离子束源 |
| TWI506664B (zh) * | 2009-12-14 | 2015-11-01 | Spp Process Technology Systems Uk Ltd | 離子束源及用以濺射非傳導材料之裝置 |
| CN102354659A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-02-15 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 掩膜成核消除方法以及选择性外延生长方法 |
| CN102354659B (zh) * | 2011-11-02 | 2016-05-11 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 掩膜成核消除方法以及选择性外延生长方法 |
| CN104054129A (zh) * | 2012-05-07 | 2014-09-17 | 富士电机株式会社 | 记录介质 |
| CN104054129B (zh) * | 2012-05-07 | 2015-09-02 | 富士电机株式会社 | 记录介质 |
| CN104170014A (zh) * | 2012-09-14 | 2014-11-26 | 富士电机株式会社 | 磁记录介质的制造方法 |
| CN104170014B (zh) * | 2012-09-14 | 2015-12-09 | 富士电机株式会社 | 磁记录介质的制造方法 |
| US9758873B2 (en) | 2012-09-14 | 2017-09-12 | Fuji Electric Co., Ltd. | Manufacturing method for magnetic recording medium |
| CN108315701A (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 中国南玻集团股份有限公司 | 镀膜基材以及离子束源沉积制备镀膜基材的方法 |
| CN108315700A (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-24 | 中国南玻集团股份有限公司 | 镀膜基材以及离子束源沉积制备镀膜基材的方法 |
| CN106929800A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-07 | 信利光电股份有限公司 | 一种类金刚石复合薄膜及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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