專利名稱：雙區(qū)離子束碳沉積的制作方法
雙區(qū)離子束碳沉積
背景技術：
當沉積用于耐磨防護的類金剛石碳層時，沉積兩層或更多層的碳一一
各層具有不同的厚度；較厚的層位于激光紋理區(qū)而較薄的層位于數(shù)據(jù)
區(qū)_一是有益的。較厚的層提供耐磨防護，而較薄的層給予磁頭更接近于 介質飛行因此提供更好的磁性能的優(yōu)勢。
當通過離子束沉積法來沉積碳時，由于空間原因或實際成本原因，因 為處理室的數(shù)量有限，所以利用兩個或更多離子源通常是不可能的。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種用于離子束沉積的離子源，其包括多個陽極，其中離 子源沉積源材料的多個區(qū)，而且多個區(qū)中的至少兩個的厚度不同。
在以下詳細描述中，通過闡述所構想的用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式， 示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。正如可以認識到的，本發(fā)明能夠有 其他且不同的實施方式，并且其細節(jié)能有多個顯而易見的方面上的修改， 所有這些均沒有背離本發(fā)明。因此，附圖和描述本質上被認為是說明性的 而非限制性的。


通過參考結合附圖的詳細描述，能更好地理解本發(fā)明，其中 圖1示意性地示出包括兩個共軸陽極圓柱體的離子束沉積源。 圖2描述處于接地狀態(tài)的本發(fā)明的實施方式的靜電場。
具體實施例方式
通過調節(jié)到達圓盤的碳離子流量分布，利用單個離子束源沉積類金剛 石碳層的兩個共軸區(qū)，其中兩個碳層分別具有不同的厚度。這可通過改變離子源以將大部分的離子傳送至內激光紋理區(qū)并使較小部分沉積在數(shù)據(jù)區(qū) 中來實現(xiàn)。改變離子源以使其具有兩個共軸陽極圓柱體。對各個圓柱體施 加單獨的正電壓，并通過調節(jié)各個圓柱體上的電壓來控制碳層的厚度。圖1 中示出了示意圖。
本發(fā)明的一個實施方式是一種用于離子束沉積的離子源，其包括多個 陽極，其中該離子源沉積源材料的多個區(qū)，而且多個區(qū)中的至少兩個的厚
度不同。在一種變化中，離子源包括多個共軸陽極。在另一種變化中，離 子源包括兩個共軸陽極。根據(jù)一種實現(xiàn)方式，對多個陽極施加不同的電壓。
本發(fā)明的另一實施方式是一種在襯底上沉積源材料的多個共軸區(qū)的方 法，其中共軸區(qū)各自的厚度不同，該方法包括提供襯底、提供包括共軸陽 極圓柱體的離子源、以及調節(jié)對該共軸陽極施加的電壓。在一種變化中， 該離子源包括兩個共軸陽極圓柱體。
根據(jù)一種實現(xiàn)方式，更接近圓盤中心的共軸區(qū)中的碳層厚度大于離圓 盤中心更遠的共軸區(qū)中的碳層厚度。
另一實施方式是一種制造磁記錄介質的方法，包括獲得襯底、沉積至 少一個磁性層、以及在最上部的磁性層上沉積含碳層，其中含碳層通過離 子束沉積方法沉積在具有不同的各自厚度的多個共軸區(qū)中。
本發(fā)明的另外的實施方式是一種記錄介質，其從下到上包括
(1) 襯底經(jīng)拋光的玻璃、玻璃陶瓷、或Al/NiP。
(2) 粘接層，以確保功能層牢固附著到襯底上。技術人員 可一個以上該層以獲得更好的粘接，或如果粘接良好則可以忽略 該層。示例包括Ti合金。
(3) 軟底層(SUL)，包括各種設計類型，包括單SUL、 反鐵磁耦合(AFC)結構、層疊的SUL、具有釘扎層的SUL (也 稱作反鐵磁交換偏置層)、等等。SUL材料的示例包括FexCoyBz 基和CoxZryNbz / CoxZryTaz基系列。
(4) 籽層和中間層是用于Co (00.2)生長的模板。示例是 RuX系列的材料。
(5) 包含氧化物的磁性層(M1)可用常規(guī)的顆粒狀介質耙用多層以獲得所需的 薄膜性質和性能。靶的示例是Co100.x.yPtx(MO)y禾卩/或
Co跳x.y.zPtx(X)y(MO)z系列(X是諸如Cr之類的3"添加劑，而 M是諸如Si、Ti和Nb之類的金屬元素)。除了 Ml中的氧化物， 名單可被容易地擴展，以至于可以用晶粒邊界處的介電材料將 Ml中的磁性晶粒彼此隔離，這些介電材料諸如氮化物(MxNy)、 碳(C)和碳化物(MxCy)。濺射靶的示例是Co1()()_x.yPtx(MN)y、
CO醇x.yPtx(MC)y 和 / 或 CO跳x.y.zPtx(X)y(畫)z 、
CO跡x.y.zPtx(X)y(MC)z系列。
(6) 不包含氧化物的磁性層(M2):可以使用的濺射耙包 括常規(guī)的縱向介質合金和/或合金垂直介質。在沒有反應性濺射 的情況下將能獲得所需的性能?？蓪螌踊蚨鄬訛R射到含氧化物 的磁性層的上部。非氧化物磁性層會從在下面的氧化物顆粒層外 延地生長。如果這些層太厚，則其取向最終會改變。這些的示例 是Co
(7) 如上所描述的碳蓋層。 上述的實施方式的分層結構是一種示例性的結構。在其他實施方案中，
該分層結構可不同，不同之處在于具有比上面描述的那些更少或更多的層。 代替襯底上可選的NiP涂層，襯底上的層可以是任何含Ni層，諸如 NiNb層、Cr/NiNb層、或任何其他含Ni層?？蛇x地，在襯底與含Ni層之 間可以有粘接層。含Ni層的表面可以選擇地被氧化。
所使用的襯底可以是Al合金、玻璃、或玻璃一陶瓷。根據(jù)本發(fā)明的磁 性的軟底層是非晶或納米晶體，并且可以是FeCoB、 FeCoC、 FeCoTaZr、 FeTaC、 FeSi、 CoZrNb、 CoZrTa等。籽層和中間層可以是Cu、 Ag、 Au、 Pt、 Pd、 Ru合金等。CoPt基磁性記錄層可以是在氬氣(例如M2)、或在 氬氣和氧氣或氮氣(例如Ml)的氣體混合物下沉積的CoPt、 CoPtCr、 CoPtCrTa、 CoPtCrB、 CoPtCrNb、 CoPtTi、 CoPtCrTi、 CoPtCrSi、 CoPtCrAI、 CoPtCrZr、 CoPtCrHf、 CoPtCrW、 CoPtCrC、 CoPtCrMo、 CoPtCrRu等。諸 如氧化物、碳化物或氮化物之類的介電材料也可被包括到耙物質中。本發(fā)明的實施方式包括在磁記錄層中使用包含Pt和Co的各種磁性合
金和B、 Cr、 Co、 Pt、 Ni、 Al、 Si、 Zr、 Hf、 W、 C、 Mo、 Ru、 Ta、 Nb、
O以及N的其它組合中的任一種。
在優(yōu)選的實施方式中，SUL的總厚度可以是100到5000A，更優(yōu)選為 600到2000 A?？梢杂幸粋€以上的軟底層。SUL的層疊結構可具有相同厚 度或不同厚度。SUL的層疊結構之間的分隔層可以是Ta、 C等，其具有1 和50A之間的厚度。籽層的厚度ts可以在1 A<ts<50 A的范圍內。中間 層的厚度可以是10到500 A，并且更優(yōu)選是100到300 A。磁記錄層的厚 度是約50 A到約300 A，更優(yōu)選80到150 A。粘接增強層可以是Ti、 TiCr、 Cr等，其厚度為10到50 A。外涂蓋層可以是氫化的、氮化的、雜化的或 其他形式的碳，其具有10到80A的厚度，且優(yōu)選是20到60A。
磁記錄介質具有約2000到約10,000奧斯特的剩磁矯頑力,和約0.2到 約2.0 memu/cn^的Mrt(剩磁Mr和磁記錄層厚度t的乘積)。在一個優(yōu)選的 實施方式中，矯頑力是約2500到約9000奧斯特，更優(yōu)選的是在約4000到 約8000奧斯特的范圍內，且更優(yōu)選在約4000到約7000奧斯特的范圍內。 在優(yōu)選的實施方式中，M,t是約0.25到約1 memu/cm2，更優(yōu)選的在大約0.4 到大約0.9 memu/cm2范圍內。
幾乎所有的圓盤介質的制備都在潔凈間中進行，在潔凈間中大氣中灰 塵的量被保持得非常低，并且受到嚴格控制和監(jiān)控。在非磁性襯底上的一 個或一個以上清潔工藝后，襯底具有極其清潔的表面，從而準備好在該襯 底上沉積磁介質層。用于沉積這種介質所需要的所有層的裝置可以是靜態(tài) 濺射系統(tǒng)或通過式系統(tǒng)，其中除潤滑劑之外的所有層在合適的真空環(huán)境內 被順序沉積。
除碳涂層和潤滑劑上層之外，構成本發(fā)明的磁記錄介質的各層可以被
沉積或通過例如濺射之類的任何合適的物理氣相沉積技術(PVD)或通過
PVD技術的組合一一即濺射、真空蒸發(fā)等，其中優(yōu)選濺射一一來形成。通
常通過將介質浸入到包含潤滑劑化合物溶液的浴槽中，然后通過擦拭或真 空環(huán)境中的蒸汽潤滑劑沉積方法去除過量液體來將潤滑劑層提供為上涂層。在建立記錄介質的整個工藝中，濺射可能是最重要的步驟。有2種類 型的濺射通過式濺射和靜態(tài)濺射。在通過式濺射中，圓盤在真空腔室內 通過，當圓盤移動時，在該真空腔室中他們被沉積有磁性和非磁性的材料， 上述材料被沉積為襯底上的一個或一個以上的層。靜態(tài)濺射使用較小的機 器，且拾取各個磁盤并在磁盤未移動的時候單獨地沉積各個磁盤。本發(fā)明 的該實施方式的磁盤上的層通過靜態(tài)濺射在濺射設備中沉積。
濺射層在被裝載到濺射機器上的稱為高壓容器的裝置中沉積。高壓容 器是在任一邊上都具有靶的真空腔室。襯底被升至該高壓容器中并被沉積 濺射材料。
潤滑劑層優(yōu)選被涂敷到碳表面，作為圓盤上的上涂層之一。
濺射導致在后面的濺射圓盤上形成一些微粒。需要去除這些微粒以保 證它們不會導致磁頭和襯底之間的刮擦。 一旦涂敷了潤滑物層，襯底就移 動到拋光級，在拋光級中當襯底擇優(yōu)圍繞軸旋轉時，該襯底被拋光。擦拭 磁盤并將干凈的潤滑劑均勻地涂敷到該表面上。
隨后，在某些情況下，通過三級工藝制備磁盤并檢測其質量。首先， 拋光頭通過該表面，去除任意的突起〈如技術術語所稱的粗糙)?；瑒宇^ 然后走過磁盤，檢查可能存在的剩余的突起。最后，保證頭檢査表面的制 造缺陷，并測量圓盤的磁記錄能力。
提出以上描述以使本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明，而且以上 描述是在特定的應用和它的要求的情境下提供的。在不背離本發(fā)明的精神 和范菌的情況下，優(yōu)選實施方案的各種變化對本領域技術人員而言是顯而 易見的，而且本發(fā)明中定義的一般原理可應用于其他實施方式和應用。因 此，本發(fā)明不旨在受限于所示出的實施方式，而是與此處所公開的原則和 特征一致的最寬的范圍相符合。
以上描述的實現(xiàn)方式和其它實現(xiàn)方式在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1、一種用于離子束沉積工藝的離子源，其中所述源包括至少兩個共軸圓柱陽極的布置。
2、 如權利要求l所述的離子源，其特征在于，所述離子源包括兩個陽極。
3、 一種方法，包括對如權利要求1或2中的任一項所述的離子源施加電壓； 其中對所述離子源中的所述共軸圓柱陽極施加的所述電壓被調節(jié)，以在襯 底上沉積源材料的多個共軸區(qū)；以及其中源材料的所述共軸區(qū)各自的厚度不同。
4、 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述襯底是磁記錄介質圓盤。
5、 如權利要求3到4中的任一項所述的方法，其特征在于，所述源材料 是碳。
6、 如權利要求5所述的方法，其特征在于，更接近所述圓盤的中心的碳 的共軸區(qū)的厚度大于離所述圓盤的中心較遠的碳的共軸區(qū)的厚度。
7、 一種方法，包括在襯底圓盤上沉積至少一個磁性層；以及對如權利要求1或2中的任一項所述的離子源施加電壓，以在所述磁性層 上沉積含碳層；其中對所述離子源中的共軸圓柱陽極施加的電壓被調節(jié)，以在所述磁性層 上沉積碳的多個共軸區(qū)；并且其中更接近所述圓盤的中心的碳的共軸區(qū)的厚度大于離所述圓盤的中心 較遠的碳的共軸區(qū)的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于離子束沉積的包括多個陽極的離子源，其中離子源沉積源材料的多個區(qū)，并且多個區(qū)中的至少兩個的厚度不同。
文檔編號C23C14/46GK101660133SQ20091017334
公開日2010年3月3日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權日2008年7月24日
發(fā)明者K·-W·舒爾, P·S·麥克萊奧德 申請人:希捷科技有限公司