JP2008176915A - 磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法 - Google Patents

磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2008176915A
JP2008176915A JP2008008496A JP2008008496A JP2008176915A JP 2008176915 A JP2008176915 A JP 2008176915A JP 2008008496 A JP2008008496 A JP 2008008496A JP 2008008496 A JP2008008496 A JP 2008008496A JP 2008176915 A JP2008176915 A JP 2008176915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic recording
magnetic disk
reproducing head
underlayer
oxynitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008008496A
Other languages
English (en)
Inventor
Shide Cheng
チェン シデ
▲鋳▼ ▲馮▼
Zhu Feng
Taeho Cha
泰昊 車
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAE Magnetics HK Ltd
Original Assignee
SAE Magnetics HK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAE Magnetics HK Ltd filed Critical SAE Magnetics HK Ltd
Publication of JP2008176915A publication Critical patent/JP2008176915A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3103Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
    • G11B5/3106Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing where the integrated or assembled structure comprises means for conditioning against physical detrimental influence, e.g. wear, contamination
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0676Oxynitrides
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B23/00Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/0057Intermediate mediums, i.e. mediums provided with an information structure not specific to the method of reproducing or duplication such as matrixes for mechanical pressing of an information structure ; record carriers having a relief information structure provided with or included in layers not specific for a single reproducing method; apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/0064Intermediate mediums, i.e. mediums provided with an information structure not specific to the method of reproducing or duplication such as matrixes for mechanical pressing of an information structure ; record carriers having a relief information structure provided with or included in layers not specific for a single reproducing method; apparatus or processes specially adapted for their manufacture mediums or carriers characterised by the selection of the material
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/187Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/255Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features comprising means for protection against wear
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/72Protective coatings, e.g. anti-static or antifriction
    • G11B5/726Two or more protective coatings
    • G11B5/7262Inorganic protective coating
    • G11B5/7264Inorganic carbon protective coating, e.g. graphite, diamond like carbon or doped carbon
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/8408Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers protecting the magnetic layer
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49043Depositing magnetic layer or coating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11Magnetic recording head
    • Y10T428/1164Magnetic recording head with protective film

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

【課題】 耐摩耗性および耐腐食性に優れた二重保護層を備えた磁気ディスクまたは磁気記録再生ヘッドおよびそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】 磁気ディスクまたは磁気記録再生ヘッドの清浄化された表面に、アルミニウム酸化窒化物、チタンアルミニウム合金酸化窒化物、シリコンアルミニウム合金酸化窒化物またはクロムアルミニウム合金酸化窒化物等の酸化窒化物からなる密着性向上のための下地層を形成し、その上にDLC層を形成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、下地層とDLC(diamond-like carbon)層とからなる2重保護層を備えた磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法に関する。
ハードディスクドライブ(HDD)では、薄膜磁気リード/ライトヘッド(スライダ)が用いられ、これにより磁気ディスクからのデータの読み取りや磁気ディスクへのデータの記録を行う。このスライダは、予めパターニングされたエアベアリング面(ABS)を有しており、ヘッド・ジンバル・アセンブリ(HGA)に実装される。磁気ディスクはスピンドルモータによって高速で回転されるので、流体力学的な圧力がスライダのABSとディスク表面との間に空気の流れを生ずる。この空気の流れ(エアベアリング層)によって、スライダは、文字通りディスク表面の上方のエアベアリング層の上に浮上する。この浮上高さをフライハイトという。
HDDストレージシステムにおける超高密度記録を実現させるために、フライハイトを減少させることが主要なアプローチの一つとなってきている。例えば、市販されている160ギガ・バイト容量のHDDでは、フライハイトは約10nmである。このような、高速に回転するディスクと、そのディスク上を浮上している記録再生ヘッドとの間に僅かな空間を常に維持することは困難であり、ディスク表面とヘッドとの一時的な接触は避けられない。このような接触が起きると、ヘッドおよびディスクの損傷を招き、ディスクに記録された情報を喪失する可能性がある。そこで、損傷を最小限に抑えるために、ヘッドおよびディスクの表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC;diamond-like carbon)の薄膜コーティングを施すことが考えられる。このDLCは、様々な成分によってヘッド内の磁性物質の腐食を防ぐ作用をも有するものである。これらの作用を考慮すると、DLCの特質として、硬度が高く緻密で、膜厚が非常に薄いことが要求される。この膜厚は、割り当てられたスペースを使い切ることなく全フライハイト必要条件を満たすような薄さでなければならない。一般に、従来から2〜3nm程度のDLCコーティングが広く用いられている。
従来からDLCコーティングの膜厚は5nm以上であったが、この膜厚では高い内部応力がかかるため、ヘッドの基板材料との密着不良が生じる共に、その他の基板との密着不良も生じてしまう。そこで、高い内部応力と熱応力の対策として、下地層が必要となる。例えば、刃物やドリルなどの工具に適用する場合、DLCの膜厚はミクロン単位の範囲内であるが、作業温度は数百°Cまで上がるため、下地層の熱膨張係数(CTE;coefficient of thermo expanson)も重要な要素となってくる。このような理由から、特許文献1、2、3には、下地層をSi、SiOx、SiC、SiNxによって構成することが提案されている。また、Itohらによる特許文献4には、DLC層の下側の酸化物基板上にSiNxからなる下地層を配置することが示されている。この他にも、様々な種類の密着下地層が従来技術において提案されている。Isiyamaによる特許文献5には、密着性向上のために水素化窒化炭素からなる炭素系保護層につて開示されている。Hwangらによる特許文献6には、Siからなる下地層について教示されてる。Hwangらによる特許文献7には、DLC層の下の下地層を、Si、Al23、SiO2、SiNxによって構成することが開示されている。Davidらによる特許文献8には、DLC層の下の下地層をSiCによって構成することが開示されている。
これらの従来技術に加えて、Si以外の物質を含む密着層が他の技術分野においても用いられている。Natsumeらによる特許文献9には、キャパシタ誘電体層と電極との間に形成される地層として、チタンアルミニウム合金酸化窒化物TiAlONを用いることが開示されている。Fuらによる特許文献10には、Al(アルミニウム)電極のためのTiOxNyバリア層について示されている。Johnsonらによる特許文献11には、窒化シリコンと白金との間に配置さた金属酸化物からなる下地層について述べられている。Stevensによる特許文献12には、超規模集積(VLSI)回路における様々な材料領域の一つとして金属酸化窒化物について示されている。Gilleryによる特許文献13には、TiOxyからなる誘電体膜について示されてる。
特許第2571957号 特許第2215522号 特許第3195301号 米国特許第5227196号 米国特許出願第2006/0063040号 米国特許出願第2005/0045468号 米国特許出願第2002/0134672号 米国特許第5609948号 米国特許第7091541号 米国特許第6238803号 米国特許第4952904号 米国特許第5070036号 米国特許第4861669号
磁気ヘッドにおける下地層では、以下の特性が求められる。
1.電気的絶縁性。磁気ヘッドでは、磁性金属合金層が電気的に絶縁されていることが不可欠である。磁性金属合金層とは、巨大磁気抵抗効果(GMR;giant magnetoresistance effet)を利用した磁気抵抗再生ヘッドを含む層や、トンネル磁気抵抗効果(TMR;tunneling mgnetoresistive effect)を利用した素子を含む層などを示す。これらの層とその周囲のHD構成部品との間が電気的にショートすると、ヘッド等の素子に損傷を与えてしまう。そのため、保護層、特に下地層は、絶縁性または半絶縁性を備えている必要がある。しかしながら、Siからなる半導体の特性に起因してSi下地層に表面シャント(surface shunting)が生ずると、GMRリーダやTMRリーダに、いわゆるポップコーンノイズと呼ばれるノイズが発生する可能性がある。
2.耐腐食性。DLC膜、特に従来のFCVA(filtered cathodic vacuum arc)工程を経て作製されたDLC膜は、ミクロ粒子またはナノ粒子と共に埋め込まれることが多い。これらの粒子は、NiFe、NiCoFeなどの磁気活性層を形成する際に用いられる物質のピンホールや腐食を引き起こす可能性がある。したがって、下地層の耐腐食性は、センサの完全なる性能を維持する観点から非常に重要である。
3.耐摩耗性。保護膜は、下地層およびDLC層の合計膜厚が3nm以下のレンジにまで薄膜化される必要があるため、文字通り全ての原子が保護機能を担うことになる。そのため、限られた膜厚の中に、より多くの原子を含めることができれば、耐摩耗性の向上が期待できる。したがって、下地層は、腐食防止の観点から化学的安定性を備えると共に、すぐれた低摩擦特性を得るために高硬度であることが望まれる。
しかしながら、上記した従来の保護膜は、上記した3つの要求を必ずしも十分に満たすものではなかった。本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、下地層として上述した特性を備えた、従来技術におけるSiおよび関連材料に代わる、新しい種類の材料を提供することにある。
より具体的には、本発明の第1の目的は、磁気記録再生ヘッドと磁気記録ディスクとの意図しない接触による悪影響からこれらのヘッドおよびディスクを保護すると共に、ヘッド−ディスク間の耐磨耗性を向上することが可能な磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録ディスク、ならびにそれらの製造方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、主として保護機能を発揮する被覆層と、主として密着性向上および腐食防止機能を発揮する下地層とからなる二重保護膜を備えた磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録ディスクを提供することにある。
本発明の第3の目的は、高い固有抵抗による表面シャンティング(surface shunting)の抑制により、磁気記録再生ヘッドのポップコーンノイズ等の信号ノイズを低減することを可能にする二重保護膜を備えた磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録ディスクを提供することにある。
本発明の第4の目的は、被覆層と、この被覆層との化学的結合が強固で安定している下地層とからなる二重保護膜を備えた磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録ディスクを提供することにある。
本発明の第5の目的は、上記の目的を達成し得る磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録ディスクを製造するための製造方法を提供することにある。
本発明の目的は、アルミニウム酸化窒化物(AlOxy)またはアルミニウム合金酸化窒化物MezAlOxy(Me=Ti,Si,Crz)という他に例をみない材料を下地層として採用することにより達成される。下地層としてこれらの材料を形成するには、スパッタリング、プラズマ雰囲気イオンインプランテーション(PIII;plasma immersion ion implantatio)、プラズマ雰囲気イオンインプランテーション成膜(PIIID;plasma immersion ion iplantation deposition)、プラズマエンハンストCVD(PECDVD)、反応性パルスレザ成膜(PLD)等の方法が用いられる。
上記したアルミニウム酸化窒化物やアルミニウム合金酸化窒化物は、DLCとの密着性が良好なカーバイド形成材料である。さらに、これらの材料は、磁気記録再生ヘッドで用いられる基板(AlTiC,Al23,NiFe,NiFeCo等)や、半導体分野で広く用いられる他の種々の材料(Ti,Cr,Taおよびこれらに匹敵する性質の他の材料)との密着性も良好である。
アルミニウム酸化窒化物はまた、安定性や化学的不活性において優れ、しかも、酸素および窒素の含有率を変えることによって物理・化学的性質(応力、屈折率、比重等)を容易に調整可能な材料である。例えば、アルミニウム酸化窒化物の硬度は、AlNの12[GPa]からAl23の20[GPa]まで調整可能である。Al23275の硬度は約18[GPa]でる。また、保護膜の最も重要な機能の一つとして、耐腐食性がある。そして、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムは、シリコンやアモルファスシリコンに比べて、安定性および耐腐食性が高い。
チタン、シリコンおよびクロムをアルミニウム酸化窒化物に導入すると(TizAlOxySizAlOxy,CrzAlOxy)、特に高い硬度が得られる。例えば、TiAlNの硬度は、AlNよりも50%も高い。さらに、アルミニウム酸化窒化物にチタンやクロムを導入すると、DLCとの間のTi−C結合やCr−C結合によってDLC層との結合強度が高まり、DLC膜厚との密着性が向上する。チタン、シリコンおよびクロムは、ダイヤモンド粒子の結合材料として広く用いられてきた(例えば、米国特許6,915,796号)。一方、チタン、シリコンおよびクロムを導入したアルミニウム酸化窒化物は、その良好な密着性により、磁気ヘッドの基板材料(AlTiC,Al23,NiFe,NiFeCo等)に対する優れた密着層として利用可能である。
アルミニウム酸化窒化物にTiやCrを添加すると、強いTi−C結合やCr−C結合により、DLC被覆層へのアルミニウム酸化窒化物の密着性が高まる。一方、下地層中の金属元素は、ヘッドスライダやディスクにおける基板材料(AlTiC,Al2O3,NiFe,NiFeCo等)への付着性が高い。。
AlOxy,TizAlOxy,SizAlOxy,CrzAlOxyからなる下地層は、アゴン/酸素/窒素ガス雰囲気中に置いた金属、金属酸化物または金属窒化物のターゲットを用いて反応性スパッタリングを行うか、あるいは、上記ターゲットのスパッタリングにより形成されたスパッタ膜をアルゴン/酸素プラズマおよびアルゴン/窒素プラズマで処理することによって得られる。これらのプラズマは、例えば、イオンビームによるプラズマ生成法、容量結合プラズマ(capacitively coupled plasma;CCP)によるプラズマ生成法、電子サイクロトン共鳴(electron cyclotron resonance;ECR)によるプラズマ生成法、誘導結合プラズマ(iductively coupled plasma;ICP)によるプラズマ生成法等の様々な方法によって生成可能ある。
AlOxy,TizAlOxy,SizAlOxy,CrzAlOxyからなる下地層の構成例および形成方法の実施例を示すが、各実施例では、約133×10-6Pa(=10-6Torr)以下の真空度にまでポンプダウンが可能な真空成膜チャンバを用いる。例えば、自動調整RFパワー供給装置によってパワーが供給されるイオン源(例えば、アルゴンイオンを生成するイオン源)の照準をターゲットに合わせる。スパッタされたターゲット材料は、プルーム(plume)を通って成膜対象基板(磁気記録再生ヘッド基板または磁気ディスク基板上に堆積する。成膜の均一性をよくするために、これらの成膜対象基板を連続的に回転させる。アルゴン、酸素および窒素ガスをガスラインを介してチャンバ内、またはイオン源へと導入する。
通常、酸素ガスは、窒素ガスよりも反応性が高く、かつ、酸素ガスは窒素ガスよりも原子に分解しやすい。これらの事実は、適切な組成を有する下地層(AlOxy膜,TizAlOxN膜,SizAlOxy膜,CrzAlOxy膜)を得るために成膜システムのガスフローやガス雰囲気を制御する上で大変重要なことである。
参考および比較のために、磁気記録再生ヘッドの製造において用いられる様々な材料に関するいくつかの関連する機械的・電気的性質を、一覧形式で図7に示しておく。
本発明の目的は、以下に述べる各手段や各方法により達成される。すなわち、次の通りである。
本発明の第1の磁気記録再生ヘッドは、記録再生ヘッド部と、記録再生ヘッド部上に設けられた2重保護層とを備え、2重保護層が、記録再生ヘッド部における清浄化された基体表面にアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)からなる層として形成された密着性向上のための下地層と、下地層の上に形成されたDLC(diamond-like carbon)からなる外側層とを含むようしたものである。
本発明の第2の磁気記録再生ヘッドは、記録再生ヘッド部と、記録再生ヘッド部上に設けられた2重保護層とを備え、2重保護層が、記録再生ヘッド部における清浄化された基体表面にアルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)からなる層(Mezは、相対原子%がzである合金元素)として形成された密着性向上のための下地層と、下地層の上に形成されたDLCからなる外側層とを含むようにしたものである。
本発明の第1の磁気ディスクは、磁気ディスク基板と、磁気ディスク基板上に設けられた表面保護用の2重保護層とを備え、2重保護層が、磁気ディスク基板上にアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)からなる層として形成された密着性向上のための下地層と、下地層の上に形成されたDLCからなる被覆層とを含むようにしたものである。
本発明の第2の磁気ディスクは、磁気ディスク基板と、磁気ディスク基板上に設けられた表面保護用の2重保護層とを備え、2重保護層が、磁気ディスク基板上にアルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)からなる層(Mezは、相対原子%がzである合金元素)として形成された密着性向上のための下地層と、下地層の上に形成されたDLCからなる被覆層とを含むようにしたものである。
本発明の磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクでは、下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxが0ないし1.5であり、yが0ないし1であるようにしてもよい。但し、xおよびyは、その下地層の膜厚によって変化するので、適宜設定可能である。下地層は、5nm未満、より好ましくは、2nm未満の膜厚に形成するのが好ましい。
本発明の第2の磁気記録再生ヘッドおよび第2の磁気ディスクでは、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zがないし10であるようにするのが好ましい。合金元素Meとしては、例えば、チタン、シリコンまたは、クロムがあげられる。xおよびyは、その下地層の膜厚によって変化するので、適宜設定可能である。下地層は、5nm未満、より好ましくは、2nm未満の膜厚に形成するのが好ましい。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法は、磁気ディスク基板または一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを用意するステップと、磁気ディスク基板または一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドのしかるべき表面を清浄化するステップと、上記の表面にアルミニウム(Al)、チタンアルミニウム(TiAl)、シリコンアルミニウム(SiAl)、またはクロムアルミニウム(CrAl)の各酸化窒化物からなる密着性向上のための下地層を形成するステップと、下地層の上にDLC層を形成するステップとを含むようにしたものである。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、上記下地層の形成ステップが、スパッタリングターゲットと、所定のエネルギーで反応性イオンビームを出射しイオンを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、反応性イオンビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガス(O2)および窒素ガス(N2)を前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップとを含むようにすることができる。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、上記下地層の形成ステップが、スパッタリングターゲットと、高エネルギーのパルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、パルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、パルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガスおよび窒素ガスを前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップとを含むようにしてもよい。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、前記下地層の形成ステップが、スパッタリングターゲットと、高エネルギーの電磁放射ビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、電磁放射ビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、電磁放射ビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガスおよび窒素ガスを前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップとを含むようにしてもよい。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、下地層の形成ステップが、スパッタリングターゲットと、高エネルギーのパルス反応性イオンビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、所定の流量レートで導入した種々の混合ガスのプラズマを生成し前記真空成膜チャンバ内でプラズマを所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、磁気ディスク、一の磁気記録再生ヘッド、または複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、パルス反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、アルゴンをキャリアガスとして用いて、酸素ガスと窒素ガスのプラズマを所定の濃度比で生成するステップと、スパッタリングターゲットからスパッタされた材料を前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに衝突させながら、または衝突させた後に、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記プラズマに触れさせることにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップとを含むようにしてもよい。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、スパッタリングターゲットとして、アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムを用い、酸化窒化物がアルミニウム酸化窒化物(AlOxy:xは0ないし1.5、yは0ないし1)となるようにすることができる。また、スパッタリングターゲットとして、アルミニウム合金MezAl(Mは合金元素)、またはその酸化物もしくは窒化物を用い、酸化窒化物が、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)となるようにすることも可能である。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、成膜チャンバ内に導入する酸素ガスおよび窒素ガスを0ないし20sccmの流量レートとし、反応性イオンビームとして、300Vないし1200Vの電圧での加速により生成されるAr+イオンビームを用いようにしてもよい。電磁放射ビームとしては、例えば、高エネルギーの炭酸ガスパルスレーザまたはエキシマレーザにより生成されるレベルビームが利用可能である。
本発明の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法では、プラズマとして、イオンビームプラズマ、ECR(electron cyclotron resonance)プラズマ、ICP(inductively couled plasma)、またはCCP(capacitively coupled plasma)等が利用可能である。また、アルゴン/酸素プラズマを適用したのちこれに続いてアルゴン/窒素プラズマを適用するか、あるいは、アルゴン/窒素プラズマを適用したのちこれに続いてアルゴン/酸素プラズマを適用するようにしてもよい。
本発明の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態の説明から理解可能であり、好適な実施の形態の説明は、本明細書に添付の図面によって容易に理解可能である。
本発明の磁気記録再生ヘッドもしくは磁気ディスク、またはそれらの製造方法によれば、二重保護層が、基体表面にアルミニウム酸化窒化物またはアルミニウム合金酸化窒化物からなる層として形成された下地層と、下地層の上に形成されたDLCからなる外側層(被覆層)とを含むようにしたので、耐摩耗性および耐腐食性に優れた磁気記録再生ヘッドや磁気ディスクを得ることができる。
本発明の各実施の形態は、磁気記録再生ヘッドや記録媒体に2層構造の保護薄膜を形成する方法を提供するものである。この保護薄膜は、密着性向上用の下地層と、その上を覆う保護用の固いDLC(diamond-like carbon)被覆層からなる。下地層は、アルミニウム酸化窒化物AlOxy、TiAlOxy、SiAlOxy、CrAlOxy(より一般的には、MezAOxy))である。
磁気記録分野においては、磁気記録再生ヘッド基板へのDLC層の密着性を向上するための下地層としてアモルファスシリコンが広く用いられている。従来は、ヘッド基板をアルゴンイオン(Ar+)ビームにより清浄化したのち、イオンビームスパッタリング(IBD)によっアモルファスシリコンからなる下地層を形成し、次にDLC被覆層を形成するようにしている。DLC被覆層の形成には、IBD、プラズマエンハンストCVD(PECVD;plasma enhnced chemical vapor deposition)、または電子サイクロトロン共鳴(electron cyclotron resnance;ECR)法が用いられるが、より好ましくは、フィルタード陰極真空放電(FCVA;iltered cathodic vacuum arc)法が用いられる。
本発明の実施の形態は、密着性向上用の下地層として、アルミニウム酸化窒化物やアルミニウム合金酸化窒化物を形成することから、上記のIBDによるアモルファスシリコン成膜法とは異なるものである。本実施の形態では、下地層を、以下に述べるような方法、すなわち、反応性イオンスパッタリング、プラズマエンハンストCVD(PECVD)、反応性パルスレーザ成膜(PLD)、およびその他の方法によって形成する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本実施の形態の特徴が明らかになるように、比較例と比較しつつ実施の形態を説明することにする。
まず、図8Aを参照して、従来の方法(比較例)について説明する。この図8Aは、従来の2重保護膜を形成するための連続した3つのステップを流れ図として表したものである。
1.エッチング機構としてのアルゴンイオビームまたはアルゴン/酸素イオンビームを用いて基板を予め清浄化する(ステップS101)。
2.反応性イオンビームスパッタリングによってアモルファスシリコンからなる密着下地層を成膜する(ステップS102)。
3.IBD、PECVDまたはFCVAを用いて保護用のDLC被覆層を形成する(ステップS103)。
次に、図8Bを参照して、本実施の形態について説明する。この図8Bは、本実施の形態における2重保護膜を形成するための連続した3つのステップを表すものである。
1.エッチング機構としてのアルゴンイオビームまたはアルゴン/酸素イオンビームを用いて基板を予め清浄化する(ステップS201)。
2.以下にあげる所定の方法によってアルミニウム酸化窒化物からなる密着下地層を成膜する(ステップS202)。そのような成膜方法としては、アルミニウムの酸化物または窒化物からなるターゲットをアルゴン/酸素/窒素ガス雰囲気中でスパッタリングする反応性イオンスパッタリング、プラズマ雰囲気イオンインプランテーション(PIII;plasma immersion io implantation)、プラズマ雰囲気イオンインプランテーション成膜(PIIID;plasma immesion ion implantation deposition)、プラズマエンハンストCVD(PECVD)、または応性パルスレーザ成膜(PLD)等を用いる。
3.IBD、PECVDまたはFCVAを用いて保護用のDLC被覆層を形成する(ステップS203)。
本実施の形態は、上記した本発明のすべての目的に適合するような磁気記録再生ヘッドや磁気記録媒体(例えばディスク)の上に保護膜を形成可能な方法を提供するものである。以下に述べるすべての方法において、保護膜は、アルゴンイオンビームやアルゴン/酸素イオンビームエッチング等の適切な方法によって清浄化されたディスクや記録再生ヘッドの基板表面(例えばエアベアリング面(以下、ABSという。))に2重層として形成される。好ましくは、複数の記録再生ヘッドをホルダに装着し、上記方法によって同時に処理する。
図1は、磁気記録再生ヘッドと磁気記録媒体との連係状態を表すものである。但し、この図は、縮尺通りに描いたものではない。この図に示したように、磁気ヘッドスライダ100がサスペンション110に機械的に取り付けられている。磁気ヘッドスライダ(以下、単にスライダという。)100は、アルティック(AlTiC)基板120の上に、シールドされたGMRまたはTMRリーダおよびライタ150を含むヘッド部150と、酸化アルミニウムからなるオーバーコート170とを積層してなるものである。リーダシールド、リーダおよびライタは、主として、環境条件に晒されたときに腐食する可能性のある様々な合金やNi−Fe−Coの合成物を含む磁性材料によって形成されている。スライダ100はまた、下地層180およびDLC被覆層190によって覆われている。
一方、磁気ディスク200は、ガラスまたはアルミニウムからなる基板210の上に、下地層220と磁性層230とを積層してなるものである。磁性層230の表面は、本実施の形態の方法によって形成された下地層280およびDLC被覆層290によって保護されている。磁気ディスク200の表面には、スライダ−ヘッド間の摩擦を最小限にするために、潤滑層260が設けられている。本実施の形態は、スライダ100における下地層180と、磁気ディスク200における下地層280の両方を提供するものである。
以下、第1〜第7の実施の形態について詳細に説明する。但し、上記したステップS201の基板清浄化工程については説明を省略する。
[第1の実施の形態]
図2は、磁気記録再生ヘッドまたは磁気記録ディスク上に本実施の形態の2重保護層を形成することが可能な装置を模式的に表した透視図である。本実施の形態では、反応性イオンスパッタリング法の具体例として、アルミニウム酸化窒化物AlOxyによって密着性向上層(下地層)を形成する。本実施の形態では、ターボポンプによって約133×10-6Pa(=106Torr)以下の真空度が達成可能な成膜チャンバ10を用いる。この成膜チャンバ10は以下のすべての実施の形態を通じて実質的に共通の要素である。アルゴンイオンビーム等のイオンビーム20を成膜チャンバ10内に導入し、アルミニウムまたは酸化アルミニウムからなるターゲット50に照準を合わせる。このイオンビーム20は、高周波源30によって生成され、約300V〜1200Vの電圧で加速される。ガス導入ポート40から成膜チャンバ10内に、約0〜20sccmの流量レートで酸素および窒素ガスを導入する。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlOxy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。下地層(AlOxy)の組成は、例えば、xが0ないし1.5、yが0ないし1となるようにする。上記したように、アルゴンイオンビームの照準をターゲット50に合わせると、スパッタされた原子60がホルダ80に装着された成膜対象のデバイス70上に堆積する。デバイス70は、複数の磁気記録再生ヘッドや磁気記録ディスクである。ホルダ80は、成膜の均一化のために回転可能に構成される。第1ないし第7の実施の形態のすべてにおいて、下地層の全厚が5nmを越えないようにすることが本発明の目的に適合する。より好ましくは、下地層の膜厚を2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。これにより、本発明の目的に適した2重保護層が形成される。
本実施の形態における変形例として、図2に示したターゲット50を、アルミニウムや酸化アルミニウムではなく窒化アルミニウム(AlN)としてもよい。高周波源30によって生成されて約300V〜1200Vの電圧で加速されたアルゴンイオンビーム等のイオンビーム20を成膜チャンバ10内に導入し、窒化アルミニウムからなるターゲット50に照準を合わせる。導入ポート40から成膜チャンバ10内に約0〜20sccmの流量レートで酸素および窒素ガスを導入する。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlOxy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。例えば、上記と同様に、xが0ないし1.5、yが0ないし1となるように流量比を設定する。アルゴンイオンビーム20がターゲット50に当たると、スパッタされたアルミニウムおよび窒素の原子60が、酸素および窒素ガスの雰囲気下で、磁気記録再生ヘッドや磁気記録ディスク等のデバイス70上に堆積する。これにより、所望の下地層(AlOxy)が形成される。上記と同様に、複数の磁気記録再生ヘッドや磁気記録ディスクは、成膜の均一化のために回転可能に構成されたホルダ80に装着する。
本変形例においても、x,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxy)が形成される。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。
[第2の実施の形態]
図3は、第2の実施の形態に係る2重保護層を形成可能な装置を模式的に表した透視図である。この図で、上記第1の実施の形態(図2)と同一要素には同一符号を付し、適宜、説明を省略する。本実施の形態の第1の具体例では、反応性イオンビームとして、高エネルギーのフォーカス走査アルゴンイオンビーム(high energy scanning,focused Ar+ ion beam)22を用、これをアルミニウムまたはその酸化物もしくは窒化物からなるターゲット50に導く。導入ポート40から成膜チャンバ10内に、約0〜20sccmの流量レートで酸素および窒素ガスを導入する。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlONy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。下地層(AlOxy)の組成は、例えば、x0ないし1.5、yが0ないし1となるようにする。本実施の形態では、フォーカス走査アルゴンイオンビームを用いることにより、ターゲットの位置決めを省くことができると共に、成膜に関連して生ずるヒステリシス作用を取り除くことができる。なお、フォーカス走査アルゴンイオンビームは、T.Nybergらによる米国特許出願2004/0149566A1に詳しく記されている。その他の構成や成膜条件は、上記第1の実施の形態(図2)の場合と同様である。
本実施の形態においても、AlOxyにおけるx,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxy)が形成される。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。これにより、本発明の目的に適した2重保護層が形成される。
本実施の形態の第2の具体例では、ターゲット50としてチタンアルミニウム合金TiZAを用いる。これをより一般的に表記すると、MeZAl(但し、Meは適切な合金金属元素)ある。本具体例では、下地層としてチタンアルミニウム合金の酸化窒化物TiZAlOxyが成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第3の具体例では、ターゲット50としてシリコンアルミニウム合金SiZlを用いる。本具体例では、下地層としてシリコンアルミニウム合金の酸化窒化物SiZAlxNyが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+1.3z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第4の具体例では、ターゲット50としてクロムアルミニウム合金CrZAを用いる。本具体例では、下地層としてクロムアルミニウム合金の酸化窒化物CrZAlOxNが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+1.3z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
なお、本実施の形態では、ターゲット50として、アルミニウム合金MeZAlの酸化物まは窒化物を用いてもよい。
[第3の実施の形態]
図4は、第3の実施の形態に係る2重保護層を形成可能な装置を模式的に表した透視図である。この図で、上記第1の実施の形態(図2)と同一要素には同一符号を付し、適宜、説明を省略する。
本実施の形態の第1の具体例では、反応性イオンビーム20として、高い瞬間パワーをもつパルスアルゴンイオン源(pulsed Ar+ ion source)から発せられるパルス反応性イオンビーム4を用い、アルミニウムからなるターゲット50に照準を合わせる。導入ポート40から成膜チャンバ10内に、約0〜20sccmの流量レートで酸素および窒素ガスを導入する。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlOxy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。下地層(AlOxy)の組成は、例えば、xが0ないし1.5、yが0ないし1となるようにする。本実施の形態では、高い瞬間パワーをもつパルスアルゴンイオン源を用いることにより、ターゲットの位置決めを省くことができると共に、成膜に伴って生ずるヒステリシス作用を取り除くことができる。なお、高い瞬間パワーをもつパルスアルゴンイオン源は、V.Kousnetsovらによる米国特許第6,296,742号に詳しく記載されている。本実施の形態においても、x,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxy)が形成される。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。これにより、本発明の目的に適した2重保護層が形成される。その他の構成や成膜条件は、上記第1の実施の形態(図2)の場合と同様である。
本実施の形態の第2の具体例では、ターゲット50としてチタンアルミニウム合金TiZAを用いる。本具体例では、下地層としてチタンアルミニウムの酸化窒化物TiZAlOxyが成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第3の具体例では、ターゲット50としてシリコンアルミニウム合金SiZlを用いる。本具体例では、下地層としてシリコンアルミニウムの酸化窒化物SiZAlOxNが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第4の具体例では、ターゲット50としてクロムアルミニウム合金CrZAを用いる。本具体例では、下地層としてクロムアルミニウムの酸化窒化物CrZAlOxyが成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
なお、本実施の形態においても、ターゲット50として、アルミニウム合金MeZAlの酸物または窒化物を用いてもよい。
[第4の実施の形態]
図5は、第4の実施の形態に係る2重保護層を形成可能な装置を模式的に表した透視図である。この図で、上記第1の実施の形態(図2)と同一要素には同一符号を付し、適宜、説明を省略する。
本実施の形態の第1の具体例では、高エネルギーのパルス電磁放射ビーム(pulsed electromgnetic radiation)25を用い、アルミニウムからなるターゲット50に照準を合わせる。導ポート40から成膜チャンバ10内に、約0〜20sccmの流量レートで酸素および窒素ガスを導入する。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlONy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。下地層(AlOxy)の組成は、例えば、x0ないし1.5、yが0ないし1となるようにする。本実施の形態では、高エネルギーのパルス電磁放射ビームとして、炭酸ガスレーザまたはエキシマレーザを用いることができる。本実施の形態においても、AlOxyにおけるx,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxy)が形成される。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。これにより、本発明の目的に適した2重保護層が形成される。その他の構成や成膜条件は、上記第1の実施の形態(図2)の場合と同様である。
本実施の形態の第2の具体例では、ターゲット50としてチタンアルミニウム合金TiZAを用いる。本具体例では、下地層としてチタンアルミニウム合金の酸化窒化物TiZAlOxNが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第3の具体例では、ターゲット50としてシリコンアルミニウム合金SiZlを用いる。本具体例では、下地層としてシリコンアルミニウム合金の酸化窒化物SiZAlxNyが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
本実施の形態の第4の具体例では、ターゲット50としてクロムアルミニウム合金CrZAを用いる。本具体例では、下地層としてクロムアルミニウム合金の酸化窒化物CrZAlOxNが形成される。本具体例では、酸素ガスおよび窒素ガスの導入比率を、xが0ないし1.5+2z、yが0ないし1+z、zが0ないし10となるように設定する。但し、酸素ガスおよび窒素ガスの流量レートは、上記の場合と同様に設定する。x,yは、成膜プロセスの進行に伴い、膜厚と共に変化する。その他は上記第1の具体例と同様である。
なお、本実施の形態においても、ターゲット50として、アルミニウム合金MeZAlの酸物または窒化物を用いてもよい。
[第5の実施の形態]
図6は、第5の実施の形態に係る2重保護層を形成可能な装置を模式的に表した透視図である。この図で、上記第1の実施の形態(図2)と同一要素には同一符号を付し、適宜、説明を省略する。
本実施の形態では、アルゴンイオンビーム等のイオンビーム20を成膜チャンバ10内に導入する。このイオンビーム20は、高周波源30によって生成され、約300V〜1200Vの電圧で加速される。このイオンビーム20の照準を、アルミニウム、アルミニウム合金MeAl、またはそれらの酸化物もしくは窒化物からなるターゲット50に合わせる。アルミニウム合金としては、TiZAl、SiZAl、CrZAlが選ばれる。アルゴンイオンビームはタゲット50から原子60を叩き出し、これがホルダ80に装着された成膜対象のデバイス70(複数の磁気記録再生ヘッドや磁気記録ディスク)上に堆積する。なお、使用する反応性ビームは、反応性パルスレーザ(reactive pulsed laser deposition)、反応性パルスイオンビームpulsed reactive ion)、またはフォーカス走査反応性イオンビーム(scanning focused reactie ion beam)であってもよい。
デバイス70上にスパッタ膜(AlまたはMezAl)を成膜したのち、これを、成膜チャバ10内に導入したアルゴン/酸素/窒素ガスを基にプラズマ源45が生成したプラズマ90に曝す。なお、アルゴンガスはキャリアガスである。このとき、酸素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlOxyまたはMezAlOxy)の組成に応じて異なる流比に設定する。ターゲット50がアルミニウムの場合、下地層(AlOxy)の組成は、例えば、xが0ないし1.5、yが0ないし1となるようにするのが好ましい。本実施の形態においても、x,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxyまたはMezAlOxy)が形成される。下地層は、その全厚が5nmを越えいようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。これにより、本発明の目的に適した2重保護層が形成される。
[第6の実施の形態]
上記第5の実施の形態では、デバイス70上にスパッタ膜を成膜したのち、これをアルゴン/酸素/窒素ガスのプラズマ90に曝すようにしたが、本実施の形態では、アルゴン/酸素/窒素ガスのプラズマ90に曝しながらデバイス70上にスパッタ膜を成膜する。この点を除き、成膜装置の構成や成膜条件(使用ビーム、加速電圧、ターゲット等)は上記第5の実施の形態(図6)と同様なので、適宜、説明を省略する。
本実施の形態では、アルゴン/酸素/窒素ガスのプラズマ90の雰囲気中においてスパッタ膜(下地層)がデバイス70上に形成される。なお、アルゴンガスはキャリアガスである。下地層におけるx,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxyまたはMezAlOxy)が形成される。酸素および窒素ガスの流量比は形成しようとする下地層(AlOxyまたはMezAlOxy)の組成に応じて異なる流量比設定する。ターゲット50がアルミニウムの場合、下地層(AlOxy)の組成は、例えば、xが0ないし1.5、yが0ないし1となるようにするのが好ましい。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。
[第7の実施の形態]
上記第5の実施の形態では、デバイス70上にスパッタ膜(下地層)を成膜したのち、これをアルゴン/酸素/窒素ガスのプラズマ90に曝すようにし、上記第6の実施の形態では、アルゴン/酸素/窒素ガスのプラズマ90に曝しながらデバイス70上にスパッタ膜を成膜するようにした。これに対して、本実施の形態では、デバイス70上に成膜したスパッタ膜(AlまたはMezAl)にアルゴン/酸素ガスのプラズマ90を適用したのち、これに続いてアルン/窒素ガスのプラズマ100を適用する。あるいは、デバイス70上に成膜したスパッタ膜(AlまたはMezAl)にアルゴン/窒素ガスのプラズマ100を適用したのち、これに続てアルゴン/酸素ガスのプラズマ90を適用する。すなわち、スパッタ膜(AlまたはMezAl)に対するプラズマ表面処理を、アルゴン/酸素ガスのプラズマによる表面処理の期間と、アルゴン/窒素ガスのプラズマによる表面処理の期間とに分けて、順番に行う。この点を除き、成膜装置の構成や成膜条件(使用ビーム、加速電圧、ターゲット等)は上記第6の実施の形態(図6)と同様なので、適宜、説明を省略する。プラズマは、従来から知られている多くの方法のいずれかを用いて生成可能である。例えば、イオンビームによるプラズマ生成法、容量結合プラズマ(capacitively coupled plasma;CCP)によるプラズマ生成法、電子サイクロロン共鳴(electron cyclotron resonance;ECR)によるプラズマ生成法、誘導結合プラズマinductively coupled plasma;ICP)によるプラズマ生成法等がある。
本実施の形態においても、下地層におけるx,yは、成膜プロセスの進行に伴って変化し、膜厚の関数である組成を持った下地層(AlOxyまたはMezAlOxy)が形成される。素および窒素ガスの流量比は、形成しようとする下地層(AlOxy)の組成に応じて異なる流量比に設定する。下地層は、その全厚が5nmを越えないようにすることが好ましいが、より好ましくは、2nm未満にするとよい。続いて、この下地層の上に、上記のような方法を用いて、DLC被覆層を形成する。
以上の好適な実施の形態は、あくまで本発明を例示したものであって、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以上に示したアルミニウム酸化窒化物またはアルミニウム合金酸化窒化物を含む2重保護層を磁気記録再生ヘッドや磁気記録媒体上に形成するに際しては、本願の特許請求の範囲に記載の範囲内において、その形成方法、プロセス、材料、構造および寸法への様々な修正や変形が可能である。
本発明の実施の形態における磁気記録再生ヘッドを有するヘッドスライダが本発明の実施の形態における回転する磁気ディスクの上を滑空している状態を示す模式図である。 本発明の第1の実施の形態における磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクに保護膜を成膜するための成膜装置(反応性イオンビーム利用型)の構成を表す模式図である。 本発明の第2の実施の形態における磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクに保護膜を成膜するための成膜装置(フォーカス走査反応性イオンビーム利用型)の構成を表す模式図である。 本発明の第3の実施の形態における磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクに保護膜を成膜するための成膜装置(反応性パルスイオンビーム利用型)の構成を表す模式図である。 本発明の第4の実施の形態における磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクに保護膜を成膜するための成膜装置(反応性パルスレーザ利用型)の構成を表す模式図である。 本発明の第5ないし第7の実施の形態における磁気記録再生ヘッドおよび磁気ディスクに保護膜を成膜するための成膜装置(プラズマ雰囲気イオンビーム利用型)の構成を表す模式図である。 保護膜を有する磁気記録再生ヘッドに用いられる種々の材料に関する性質を一覧表形式で示した図である。 従来の保護膜形成プロセスを示す流れ図である。 本発明の保護膜形成プロセスを示す流れ図である。
符号の説明
10…成膜チャンバ、20…反応性イオンビーム、22…フォーカス走査イオンビーム、24…パルスイオンビーム、25…パルス電磁放射ビーム、30…高周波源、40…ガス導入ポート、45…プラズマ源、50…ターゲット、60…原子、70…成膜対象デバイス、90…プラズマ、100…磁気ヘッドスライダ、120…基板、150…ヘッド部、180,280…下地層、190,290…DLC層。

Claims (64)

  1. 記録再生ヘッド部と、
    前記記録再生ヘッド部上に設けられた2重保護層と
    を備え、
    前記2重保護層が、
    前記記録再生ヘッド部における清浄化された基体表面にアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)からなる層として形成された密着性向上のための下地層と、
    前記下地層の上に形成されたDLC(diamond-like carbon)からなる外側層と
    を含むことを特徴とする磁気記録再生ヘッド。
  2. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxが0ないし1.5であり、yが0ないし1である
    ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。
  3. 前記下地層が、5nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。
  4. 前記下地層が、2nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。
  5. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxおよびyが、その下地層の膜厚によって変化する
    ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。
  6. 前記下地層が、酸素ガスおよび窒素ガス、または、酸素プラズマおよび窒素プラズマの存在の下で、反応性イオンビームスパッタリング、反応性パルスレーザ成膜(reactive pulsed lasr deposition)、反応性パルスイオンビームスパッタリング(pulsed reactive ion sputtering、またはフォーカス走査反応性イオンビームスパッタリング(scanning focused reactive ionbeam sputtering)により形成されたものである
    ことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録再生ヘッド。
  7. 記録再生ヘッド部と、
    前記記録再生ヘッド部上に設けられた2重保護層と
    を備え、
    前記2重保護層が、
    前記記録再生ヘッド部における清浄化された基体表面にアルミニウム合金酸化窒化物(MeZAlOxy)からなる層(Mezは、相対原子%がzである合金元素)として形成された密着向上のための下地層と、
    前記下地層の上に形成されたDLCからなる外側層と
    を含むことを特徴とする磁気記録再生ヘッド。
  8. 前記合金元素Meがチタン(Ti)であり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  9. 前記合金元素Meがシリコン(Si)であり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  10. 前記合金元素Meがクロム(Cr)であり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  11. 前記下地層が、5nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  12. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるx,yおよびzが、その下地層の膜厚によって変化する
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  13. 前記下地層が、酸素ガスおよび窒素ガス、または、酸素プラズマおよび窒素プラズマの存在の下で、反応性イオンビームスパッタリング、反応性パルスレーザ成膜、反応性パルスイオンビームスパッタリング、またはフォーカス走査反応性イオンビームスパッタリングにより形成されたものである
    ことを特徴とする請求項7に記載の磁気記録再生ヘッド。
  14. 磁気ディスク基板と、
    前記磁気ディスク基板上に設けられた表面保護用の2重保護層と
    を備え、
    前記2重保護層が、
    前記磁気ディスク基板上にアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)からなる層として形成された密着性向上のための下地層と、
    前記下地層の上に形成されたDLCからなる被覆層と
    を含むことを特徴とする磁気ディスク。
  15. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxが0ないし1.5であり、yが0ないし1である
    ことを特徴とする請求項14に記載の磁気ディスク。
  16. 前記下地層が、5nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項14に記載の磁気ディスク。
  17. 前記下地層が、2nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項14に記載の磁気ディスク。
  18. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxNy)におけるxおよびyが、その下地層の膜厚によって変化する
    ことを特徴とする請求項14に記載の磁気ディスク。
  19. 前記下地層が、酸素ガスおよび窒素ガス、または、酸素プラズマおよび窒素プラズマの存在の下で、反応性イオンビームスパッタリング、反応性パルスレーザ成膜、反応性パルスイオンビームスパッタリング、またはフォーカス走査反応性イオンビームスパッタリングにより形成されたものである
    ことを特徴とする請求項14に記載の磁気ディスク。
  20. 磁気ディスク基板と、
    前記磁気ディスク基板上に設けられた表面保護用の2重保護層と
    を備え、
    前記2重保護層が、
    前記磁気ディスク基板上にアルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)からなる層(Mezは、相対原子%がzである合金元素)として形成された密着性向上のための下地層と、
    前記下地層の上に形成されたDLCからなる被覆層と
    を含むことを特徴とする磁気ディスク。
  21. 前記合金元素Meがチタンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  22. 前記合金元素Meがシリコンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  23. 前記合金元素Meがクロムであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  24. 前記下地層が、5nm未満の膜厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  25. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるx,yおよびzが、その下地層の膜厚によって変化する
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  26. 前記下地層が、酸素ガスおよび窒素ガス、または、酸素プラズマおよび窒素プラズマの存在の下で、反応性イオンビームスパッタリング、反応性パルスレーザ成膜、反応性パルスイオンビームスパッタリング、またはフォーカス走査反応性イオンビームスパッタリングにより形成されたものである
    ことを特徴とする請求項20に記載の磁気ディスク。
  27. 磁気ディスク基板または一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを用意するステップと、
    前記磁気ディスク基板または一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドのしかるべき表面を清浄化するステップと、
    前記表面にアルミニウム(Al)、チタンアルミニウム(TiAl)、シリコンアルミニウム(SiAl)、またはクロムアルミニウム(CrAl)の各酸化窒化物からなる密着性向上のための下地層を形成するステップと、
    前記下地層の上にDLC層を形成するステップと
    を含むことを特徴とする磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  28. 前記下地層の形成ステップは、
    スパッタリングターゲットと、所定のエネルギーで反応性イオンビームを出射しイオンを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、
    前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、
    前記反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、
    前記反応性イオンビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガス(O2)および窒素ガス(N2)を前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップと
    を含むことを特徴とする請求項27に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  29. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム酸化窒化物(AlOxy:xは0ないし1.5、yは0ないし1)である
    ことを特徴とする請求項28に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  30. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム合金MezAl(Meは合金元素)、またその酸化物もしくは窒化物からなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)である
    ことを特徴とする請求項28に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  31. 前記合金元素Meがチタンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項30に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  32. 前記合金元素Meがシリコンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項30に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  33. 前記合金元素Meがクロムであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項30に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  34. 前記酸素ガスおよび窒素ガスを0ないし20sccmの流量レートで注入する
    ことを特徴とする請求項28に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  35. 前記反応性イオンビームが、300Vないし1200Vの電圧で加速することにより生成されるAr+イオンビームである
    ことを特徴とする請求項28に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  36. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxおよびyを、その下地層が形成されるのに従って変化させる
    ことを特徴とする請求項29に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  37. 前記下地層の形成ステップは、
    スパッタリングターゲットと、高エネルギーのパルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、
    前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、
    前記パルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、
    前記パルス反応性イオンビームまたはフォーカス走査反応性イオンビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガスおよび窒素ガスを前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップと
    を含むことを特徴とする請求項27に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  38. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム酸化窒化物AlOxy(xは0ないし1.5、yは0ないし1)である
    ことを特徴とする請求項37に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  39. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム合金MezAl(Meは合金元素)、またその酸化物もしくは窒化物からなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)である
    ことを特徴とする請求項37に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  40. 前記合金元素Meがチタンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項39に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  41. 前記合金元素Meがシリコンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項39に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  42. 前記合金元素Meがクロムであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項39に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  43. 前記酸素ガスおよび窒素ガスを0ないし20sccmの流量レートで注入する
    ことを特徴とする請求項37に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  44. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxおよびyを、その下地層が形成されるのに従って変化させる
    ことを特徴とする請求項37に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  45. 前記下地層の形成ステップは、
    スパッタリングターゲットと、高エネルギーの電磁放射ビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、種々のガスを所定の流量レートで噴射し前記真空成膜チャンバ内で所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、
    前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、
    前記電磁放射ビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、
    前記電磁放射ビームを前記スパッタリングターゲットに照射しながら、酸素ガスおよび窒素ガスを前記真空成膜チャンバ内に所定の相対濃度比で注入することにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップと
    を含むことを特徴とする請求項27に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  46. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム酸化窒化物AlOxy(xは0ないし1.5、yは0ないし1)である
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  47. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム合金MezAl(Meは合金元素)、またその酸化物もしくは窒化物からなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)である
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  48. 前記合金元素Meがチタンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項47に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  49. 前記合金元素Meがシリコンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項47に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  50. 前記合金元素Meがクロムであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項47に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  51. 前記電磁放射ビームを、高エネルギーの炭酸ガスパルスレーザまたはエキシマレーザにより生成する
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  52. 前記酸素ガスおよび窒素ガスを0ないし20sccmの流量レートで注入する
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  53. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxNy)におけるxおよびyを、その下地層が形成されるのに従って変化させる
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  54. 前記下地層を5nm未満の膜厚に形成する
    ことを特徴とする請求項45に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  55. 前記下地層の形成ステップは、
    スパッタリングターゲットと、高エネルギーのパルス反応性イオンビームを前記真空成膜チャンバ内に出射しこれを前記スパッタリングターゲットに導く装置と、所定の流量レートで導入した種々の混合ガスのプラズマを生成し前記真空成膜チャンバ内でプラズマを所望の相対濃度に保つ装置とを備えた真空成膜チャンバを用意するステップと、
    前記磁気ディスク、一の磁気記録再生ヘッド、または複数の磁気記録再生ヘッドを前記真空成膜チャンバ内の前記保持部に装着してこれを回転させるステップと、
    前記パルス反応性イオンビームの照準を前記スパッタリングターゲットに合わせるステップと、
    アルゴンをキャリアガスとして用いて、酸素ガスと窒素ガスのプラズマを所定の濃度比で生成するステップと、
    前記スパッタリングターゲットからスパッタされた材料を前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに衝突させながら、または衝突させた後に、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドを前記プラズマに触れさせることにより、前記磁気ディスクまたは一もしくは複数の磁気記録再生ヘッドに前記下地層を形成するステップと
    を含むことを特徴とする請求項27に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  56. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム酸化窒化物AlOxy(xは0ないし1.5、yは0ないし1)である
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  57. 前記スパッタリングターゲットが、アルミニウム合金MezAl(Meは合金元素)、またその酸化物もしくは窒化物からなり、
    前記酸化窒化物が、アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)である
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  58. 前記合金元素Meがチタンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項57に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  59. 前記合金元素Meがシリコンであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項57に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  60. 前記合金元素Meがクロムであり、
    前記アルミニウム合金酸化窒化物(MezAlOxy)におけるxが0ないし1.5+2zあり、yが0ないし1+1.3zであり、zが0ないし10である
    ことを特徴とする請求項57に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  61. 前記下地層を構成するアルミニウム酸化窒化物(AlOxy)におけるxおよびyを、その下地層が形成されるのに従って変化させる
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  62. 前記下地層を5nm未満の膜厚に形成する
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  63. 前記プラズマとして、アルゴン/酸素プラズマを適用したのちこれに続いてアルゴン/窒素プラズマを適用するか、あるいは、アルゴン/窒素プラズマを適用したのちこれに続いてアルゴン/酸素プラズマを適用する
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
  64. 前記プラズマが、イオンビームプラズマ、ECR(electron cyclotron resonance)プラズマ、ICP(inductively coupled plasma)、またはCCP(capacitively coupled plasma)である
    ことを特徴とする請求項55に記載の磁気記録再生ヘッドまたは磁気ディスクの製造方法。
JP2008008496A 2007-01-18 2008-01-17 磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法 Pending JP2008176915A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/655,025 US7782569B2 (en) 2007-01-18 2007-01-18 Magnetic recording head and media comprising aluminum oxynitride underlayer and a diamond-like carbon overcoat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008176915A true JP2008176915A (ja) 2008-07-31

Family

ID=39641567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008008496A Pending JP2008176915A (ja) 2007-01-18 2008-01-17 磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (3) US7782569B2 (ja)
JP (1) JP2008176915A (ja)
KR (1) KR20080068583A (ja)
CN (1) CN101236747A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014513335A (ja) * 2011-03-04 2014-05-29 エルジー・ケム・リミテッド 導電性構造体およびその製造方法
US9076479B2 (en) 2012-08-30 2015-07-07 Fuji Electric Co., Ltd. Magnetic recording medium

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US20080253021A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Seagate Technology Llc Non-magnetic contact enhancement feature
JP5178451B2 (ja) * 2008-10-21 2013-04-10 昭和電工株式会社 磁気記憶媒体製造方法
CN102373427A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 铝合金表面防腐处理方法及其制品
US8574728B2 (en) * 2011-03-15 2013-11-05 Kennametal Inc. Aluminum oxynitride coated article and method of making the same
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
US20130070366A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic recording head with low-wear protective film having hydrogen and/or water vapor therein
JP2013108359A (ja) * 2011-11-17 2013-06-06 Mikuni Corp 気化器
JP5578215B2 (ja) * 2012-09-14 2014-08-27 富士電機株式会社 磁気記録媒体の製造方法
US9017809B2 (en) 2013-01-25 2015-04-28 Kennametal Inc. Coatings for cutting tools
US9138864B2 (en) 2013-01-25 2015-09-22 Kennametal Inc. Green colored refractory coatings for cutting tools
US9427808B2 (en) 2013-08-30 2016-08-30 Kennametal Inc. Refractory coatings for cutting tools
US9117619B2 (en) * 2013-11-07 2015-08-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Device for generating heavy-ion beam and method thereof
US9548076B2 (en) 2013-11-08 2017-01-17 Seagate Technology Llc Magnetic devices with overcoats
US9799509B2 (en) * 2014-11-26 2017-10-24 Asm Ip Holding B.V. Cyclic aluminum oxynitride deposition
US9837281B2 (en) 2014-11-26 2017-12-05 Asm Ip Holding B.V. Cyclic doped aluminum nitride deposition
US9406323B2 (en) * 2014-12-05 2016-08-02 HGST Netherlands B.V. Slider with aluminum compound fill
KR20210111885A (ko) * 2015-02-13 2021-09-13 엔테그리스, 아이엔씨. 기판 제품 및 장치의 특성 및 성능을 향상시키기 위한 코팅
US9741381B1 (en) 2015-05-28 2017-08-22 Seagate Technology Llc Near field transducers (NFTs) including a protective layer and methods of forming
CN105112883B (zh) * 2015-08-05 2017-10-03 哈尔滨工业大学 偏压调控栅网等离子体浸没离子沉积dlc方法
KR20210031908A (ko) * 2018-07-10 2021-03-23 넥스트 바이오메트릭스 그룹 에이에스에이 전자 장치용 열전도성 및 보호성 코팅
CN110760798A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 比亚迪股份有限公司 电子产品壳体及其制备方法
CN110965022B (zh) * 2018-09-28 2021-12-24 长鑫存储技术有限公司 半导体结构的形成方法
US11009570B2 (en) * 2018-11-16 2021-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid oxide/metal cap layer for boron-free free layer
US11114122B1 (en) * 2019-03-06 2021-09-07 Seagate Technology Llc Magnetic devices with overcoat that includes a titanium oxynitride layer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0612615A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Alps Electric Co Ltd 磁気ヘッド及び磁気ディスク
JPH076340A (ja) * 1993-06-17 1995-01-10 Nec Corp 磁気ヘッドおよびその製造方法
JPH0845022A (ja) * 1994-08-03 1996-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 薄膜磁気ヘッド

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4861669A (en) * 1987-03-26 1989-08-29 Ppg Industries, Inc. Sputtered titanium oxynitride films
JP2571957B2 (ja) 1988-09-19 1997-01-16 株式会社半導体エネルギー研究所 バッファ層を介した炭素または炭素を主成分とする被膜及びその作製方法
US4952904A (en) * 1988-12-23 1990-08-28 Honeywell Inc. Adhesion layer for platinum based sensors
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
JPH07102640B2 (ja) 1989-02-16 1995-11-08 株式会社半導体エネルギー研究所 複合積層被膜
JP2742718B2 (ja) 1989-12-22 1998-04-22 株式会社アテックス 電動車の故障診断方法
JP2840700B2 (ja) 1990-12-31 1998-12-24 株式会社 半導体エネルギー研究所 被膜形成装置及び被膜形成方法
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
US5567523A (en) * 1994-10-19 1996-10-22 Kobe Steel Research Laboratories, Usa, Applied Electronics Center Magnetic recording medium comprising a carbon substrate, a silicon or aluminum nitride sub layer, and a barium hexaferrite magnetic layer
US5895266A (en) * 1996-02-26 1999-04-20 Applied Materials, Inc. Titanium nitride barrier layers
SE9704607D0 (sv) * 1997-12-09 1997-12-09 Chemfilt R & D Ab A method and apparatus for magnetically enhanced sputtering
DE19730884A1 (de) 1997-07-18 1999-01-21 Leybold Ag Verfahren zum Beschichten eines Substrates mit Chromoxinitrid
EP0897991B1 (en) 1997-08-22 2004-12-08 PNA Diagnostics ApS Small Triplex Forming PNA Oligos
JP3195301B2 (ja) 1999-02-01 2001-08-06 株式会社半導体エネルギー研究所 炭素系被膜を有する基材
US6517956B1 (en) * 1999-05-03 2003-02-11 Seagate Technology Llc Magneto-resistance recording media comprising aluminum nitride corrosion barrier layer and a c-overcoat
US6747841B1 (en) * 2000-09-06 2004-06-08 Seagate Technology Llc Optimization of temperature dependent variations in shield and pole recession/protrusion through use of a composite overcoat layer
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
US6915796B2 (en) * 2002-09-24 2005-07-12 Chien-Min Sung Superabrasive wire saw and associated methods of manufacture
US7097745B2 (en) * 2003-06-27 2006-08-29 Seagate Technology, Llc Method of forming a tunneling magnetoresistive head
KR100725690B1 (ko) * 2003-07-08 2007-06-07 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 반도체장치 및 그 제조방법
US7300556B2 (en) * 2003-08-29 2007-11-27 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for depositing a thin film adhesion layer
JP4407904B2 (ja) * 2004-02-06 2010-02-03 Hoya株式会社 磁気ディスクの製造方法
JP4335744B2 (ja) * 2004-05-27 2009-09-30 ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ 磁気ヘッド
JP2008198262A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Fujifilm Corp 記録テープカートリッジ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0612615A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Alps Electric Co Ltd 磁気ヘッド及び磁気ディスク
JPH076340A (ja) * 1993-06-17 1995-01-10 Nec Corp 磁気ヘッドおよびその製造方法
JPH0845022A (ja) * 1994-08-03 1996-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 薄膜磁気ヘッド

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014513335A (ja) * 2011-03-04 2014-05-29 エルジー・ケム・リミテッド 導電性構造体およびその製造方法
US9357636B2 (en) 2011-03-04 2016-05-31 Lg Chem, Ltd. Electrically-conductive structure and a production method therefor
US10051727B2 (en) 2011-03-04 2018-08-14 Lg Chem, Ltd. Electrically-conductive structure and a production method therefor
US10057979B2 (en) 2011-03-04 2018-08-21 Lg Chem, Ltd. Conductive structure body and method for manufacturing the same
US9076479B2 (en) 2012-08-30 2015-07-07 Fuji Electric Co., Ltd. Magnetic recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
US20100310904A1 (en) 2010-12-09
KR20080068583A (ko) 2008-07-23
CN101236747A (zh) 2008-08-06
US8009387B2 (en) 2011-08-30
US20080176108A1 (en) 2008-07-24
US8018682B2 (en) 2011-09-13
US7782569B2 (en) 2010-08-24
US20100307911A1 (en) 2010-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008176915A (ja) 磁気記録再生ヘッド、磁気ディスク、およびそれらの製造方法
US8014104B2 (en) Magnetic head/disk with transition metal oxynitride adhesion/corrosion barrier and diamond-like carbon overcoat bilayer
JP2008192288A (ja) 磁気記録再生ヘッド、磁気記録媒体、およびそれらの製造方法
US9040125B2 (en) Covalently bound monolayer for a protective carbon overcoat
US7018729B2 (en) Energy gradient ion beam deposition of carbon overcoats on rigid disk media for magnetic recordings
US20130163117A1 (en) Surface Treatment Method to Develope a Durable Wear Resistant Overcoat for Magnetic Recording Systems
US8888966B2 (en) Protective film mainly composed of a tetrahedral amorphous carbon film and a magnetic recording medium having the protective film
JP5398163B2 (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録再生装置
US9449631B2 (en) Slider for magnetic recording system
US20060029806A1 (en) Carbonaceous protective layer, magnetic recording medium, production method thereof, and magnetic disk apparatus
US10304482B2 (en) Devices including an overcoat layer
US6974642B2 (en) Carbonaceous protective layer, magnetic recording medium, production method thereof, and magnetic disk apparatus
JP2002032907A (ja) カーボン保護膜、磁気記録媒体及びそれらの製造方法ならびに磁気ディスク装置
US6086949A (en) Thin film protective coating with two thickness regions
US11508405B1 (en) Magnetic recording media with plasma-polished pre-seed layer or substrate
JP2623785B2 (ja) 磁気ディスク
JP2005302185A (ja) 薄膜磁気ヘッド装置、該薄膜磁気ヘッド装置を備えたヘッドジンバルアセンブリ、該ヘッドジンバルアセンブリを備えた磁気ディスク装置及び薄膜磁気ヘッド装置の製造方法
US20130070366A1 (en) Magnetic recording head with low-wear protective film having hydrogen and/or water vapor therein
Choong et al. Overcoat Materials for Magnetic Recording Media
CN101236746A (zh) 防止磁头体之隧道磁电阻阻抗降低的方法及磁头制造方法
JP2004047089A (ja) 薄膜磁気ヘッド、その製造方法及びそれを用いたスライダを有する磁気ディスク装置
JP2001256629A (ja) 磁気ヘッド
JP2001256626A (ja) 磁気ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120626