专利名称：双区离子束碳沉积的制作方法
双区离子束碳沉积
背景技术：
当沉积用于耐磨防护的类金刚石碳层时，沉积两层或更多层的碳一一
各层具有不同的厚度；较厚的层位于激光纹理区而较薄的层位于数据
区_一是有益的。较厚的层提供耐磨防护，而较薄的层给予磁头更接近于 介质飞行因此提供更好的磁性能的优势。
当通过离子束沉积法来沉积碳时，由于空间原因或实际成本原因，因 为处理室的数量有限，所以利用两个或更多离子源通常是不可能的。
发明内容
本发明涉及一种用于离子束沉积的离子源，其包括多个阳极，其中离 子源沉积源材料的多个区，而且多个区中的至少两个的厚度不同。
在以下详细描述中，通过阐述所构想的用于实现本发明的最佳模式， 示出和描述了本发明的优选实施方式。正如可以认识到的，本发明能够有 其他且不同的实施方式，并且其细节能有多个显而易见的方面上的修改， 所有这些均没有背离本发明。因此，附图和描述本质上被认为是说明性的 而非限制性的。
通过参考结合附图的详细描述，能更好地理解本发明，其中 图1示意性地示出包括两个共轴阳极圆柱体的离子束沉积源。 图2描述处于接地状态的本发明的实施方式的静电场。
具体实施例方式
通过调节到达圆盘的碳离子流量分布，利用单个离子束源沉积类金刚 石碳层的两个共轴区，其中两个碳层分别具有不同的厚度。这可通过改变离子源以将大部分的离子传送至内激光纹理区并使较小部分沉积在数据区 中来实现。改变离子源以使其具有两个共轴阳极圆柱体。对各个圆柱体施 加单独的正电压，并通过调节各个圆柱体上的电压来控制碳层的厚度。图1 中示出了示意图。
本发明的一个实施方式是一种用于离子束沉积的离子源，其包括多个 阳极，其中该离子源沉积源材料的多个区，而且多个区中的至少两个的厚
度不同。在一种变化中，离子源包括多个共轴阳极。在另一种变化中，离 子源包括两个共轴阳极。根据一种实现方式，对多个阳极施加不同的电压。
本发明的另一实施方式是一种在衬底上沉积源材料的多个共轴区的方 法，其中共轴区各自的厚度不同，该方法包括提供衬底、提供包括共轴阳 极圆柱体的离子源、以及调节对该共轴阳极施加的电压。在一种变化中， 该离子源包括两个共轴阳极圆柱体。
根据一种实现方式，更接近圆盘中心的共轴区中的碳层厚度大于离圆 盘中心更远的共轴区中的碳层厚度。
另一实施方式是一种制造磁记录介质的方法，包括获得衬底、沉积至 少一个磁性层、以及在最上部的磁性层上沉积含碳层，其中含碳层通过离 子束沉积方法沉积在具有不同的各自厚度的多个共轴区中。
本发明的另外的实施方式是一种记录介质，其从下到上包括
(1) 衬底经抛光的玻璃、玻璃陶瓷、或Al/NiP。
(2) 粘接层，以确保功能层牢固附着到衬底上。技术人员 可一个以上该层以获得更好的粘接，或如果粘接良好则可以忽略 该层。示例包括Ti合金。
(3) 软底层(SUL)，包括各种设计类型，包括单SUL、 反铁磁耦合(AFC)结构、层叠的SUL、具有钉扎层的SUL (也 称作反铁磁交换偏置层)、等等。SUL材料的示例包括FexCoyBz 基和CoxZryNbz / CoxZryTaz基系列。
(4) 籽层和中间层是用于Co (00.2)生长的模板。示例是 RuX系列的材料。
(5) 包含氧化物的磁性层(M1)可用常规的颗粒状介质耙用多层以获得所需的 薄膜性质和性能。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是诸如Cr之类的3"添加剂，而 M是诸如Si、Ti和Nb之类的金属元素)。除了 Ml中的氧化物， 名单可被容易地扩展，以至于可以用晶粒边界处的介电材料将 Ml中的磁性晶粒彼此隔离，这些介电材料诸如氮化物(MxNy)、 碳(C)和碳化物(MxCy)。溅射靶的示例是Co1()()_x.yPtx(MN)y、
CO醇x.yPtx(MC)y 和 / 或 CO跳x.y.zPtx(X)y(画)z 、
CO跡x.y.zPtx(X)y(MC)z系列。
(6) 不包含氧化物的磁性层(M2):可以使用的溅射耙包 括常规的纵向介质合金和/或合金垂直介质。在没有反应性溅射 的情况下将能获得所需的性能。可将单层或多层溅射到含氧化物 的磁性层的上部。非氧化物磁性层会从在下面的氧化物颗粒层外 延地生长。如果这些层太厚，则其取向最终会改变。这些的示例 是Co
(7) 如上所描述的碳盖层。 上述的实施方式的分层结构是一种示例性的结构。在其他实施方案中，
该分层结构可不同，不同之处在于具有比上面描述的那些更少或更多的层。 代替衬底上可选的NiP涂层，衬底上的层可以是任何含Ni层，诸如 NiNb层、Cr/NiNb层、或任何其他含Ni层。可选地，在衬底与含Ni层之 间可以有粘接层。含Ni层的表面可以选择地被氧化。
所使用的衬底可以是Al合金、玻璃、或玻璃一陶瓷。根据本发明的磁 性的软底层是非晶或纳米晶体，并且可以是FeCoB、 FeCoC、 FeCoTaZr、 FeTaC、 FeSi、 CoZrNb、 CoZrTa等。籽层和中间层可以是Cu、 Ag、 Au、 Pt、 Pd、 Ru合金等。CoPt基磁性记录层可以是在氩气(例如M2)、或在 氩气和氧气或氮气(例如Ml)的气体混合物下沉积的CoPt、 CoPtCr、 CoPtCrTa、 CoPtCrB、 CoPtCrNb、 CoPtTi、 CoPtCrTi、 CoPtCrSi、 CoPtCrAI、 CoPtCrZr、 CoPtCrHf、 CoPtCrW、 CoPtCrC、 CoPtCrMo、 CoPtCrRu等。诸 如氧化物、碳化物或氮化物之类的介电材料也可被包括到耙物质中。本发明的实施方式包括在磁记录层中使用包含Pt和Co的各种磁性合
金和B、 Cr、 Co、 Pt、 Ni、 Al、 Si、 Zr、 Hf、 W、 C、 Mo、 Ru、 Ta、 Nb、
O以及N的其它组合中的任一种。
在优选的实施方式中，SUL的总厚度可以是100到5000A，更优选为 600到2000 A。可以有一个以上的软底层。SUL的层叠结构可具有相同厚 度或不同厚度。SUL的层叠结构之间的分隔层可以是Ta、 C等，其具有1 和50A之间的厚度。籽层的厚度ts可以在1 A<ts<50 A的范围内。中间 层的厚度可以是10到500 A，并且更优选是100到300 A。磁记录层的厚 度是约50 A到约300 A，更优选80到150 A。粘接增强层可以是Ti、 TiCr、 Cr等，其厚度为10到50 A。外涂盖层可以是氢化的、氮化的、杂化的或 其他形式的碳，其具有10到80A的厚度，且优选是20到60A。
磁记录介质具有约2000到约10,000奥斯特的剩磁矫顽力,和约0.2到 约2.0 memu/cn^的Mrt(剩磁Mr和磁记录层厚度t的乘积)。在一个优选的 实施方式中，矫顽力是约2500到约9000奥斯特，更优选的是在约4000到 约8000奥斯特的范围内，且更优选在约4000到约7000奥斯特的范围内。 在优选的实施方式中，M,t是约0.25到约1 memu/cm2，更优选的在大约0.4 到大约0.9 memu/cm2范围内。
几乎所有的圆盘介质的制备都在洁净间中进行，在洁净间中大气中灰 尘的量被保持得非常低，并且受到严格控制和监控。在非磁性衬底上的一 个或一个以上清洁工艺后，衬底具有极其清洁的表面，从而准备好在该衬 底上沉积磁介质层。用于沉积这种介质所需要的所有层的装置可以是静态 溅射系统或通过式系统，其中除润滑剂之外的所有层在合适的真空环境内 被顺序沉积。
除碳涂层和润滑剂上层之外，构成本发明的磁记录介质的各层可以被
沉积或通过例如溅射之类的任何合适的物理气相沉积技术(PVD)或通过
PVD技术的组合一一即溅射、真空蒸发等，其中优选溅射一一来形成。通
常通过将介质浸入到包含润滑剂化合物溶液的浴槽中，然后通过擦拭或真 空环境中的蒸汽润滑剂沉积方法去除过量液体来将润滑剂层提供为上涂层。在建立记录介质的整个工艺中，溅射可能是最重要的步骤。有2种类 型的溅射通过式溅射和静态溅射。在通过式溅射中，圆盘在真空腔室内 通过，当圆盘移动时，在该真空腔室中他们被沉积有磁性和非磁性的材料， 上述材料被沉积为衬底上的一个或一个以上的层。静态溅射使用较小的机 器，且拾取各个磁盘并在磁盘未移动的时候单独地沉积各个磁盘。本发明 的该实施方式的磁盘上的层通过静态溅射在溅射设备中沉积。
溅射层在被装载到溅射机器上的称为高压容器的装置中沉积。高压容 器是在任一边上都具有靶的真空腔室。衬底被升至该高压容器中并被沉积 溅射材料。
润滑剂层优选被涂敷到碳表面，作为圆盘上的上涂层之一。
溅射导致在后面的溅射圆盘上形成一些微粒。需要去除这些微粒以保 证它们不会导致磁头和衬底之间的刮擦。 一旦涂敷了润滑物层，衬底就移 动到抛光级，在抛光级中当衬底择优围绕轴旋转时，该衬底被抛光。擦拭 磁盘并将干净的润滑剂均匀地涂敷到该表面上。
随后，在某些情况下，通过三级工艺制备磁盘并检测其质量。首先， 抛光头通过该表面，去除任意的突起〈如技术术语所称的粗糙)。滑动头 然后走过磁盘，检查可能存在的剩余的突起。最后，保证头检査表面的制 造缺陷，并测量圆盘的磁记录能力。
提出以上描述以使本领域技术人员能够制造和使用本发明，而且以上 描述是在特定的应用和它的要求的情境下提供的。在不背离本发明的精神 和范菌的情况下，优选实施方案的各种变化对本领域技术人员而言是显而 易见的，而且本发明中定义的一般原理可应用于其他实施方式和应用。因 此，本发明不旨在受限于所示出的实施方式，而是与此处所公开的原则和 特征一致的最宽的范围相符合。
以上描述的实现方式和其它实现方式在所附权利要求的范围内。
权利要求
1、一种用于离子束沉积工艺的离子源，其中所述源包括至少两个共轴圆柱阳极的布置。
2、 如权利要求l所述的离子源，其特征在于，所述离子源包括两个阳极。
3、 一种方法，包括对如权利要求1或2中的任一项所述的离子源施加电压； 其中对所述离子源中的所述共轴圆柱阳极施加的所述电压被调节，以在衬 底上沉积源材料的多个共轴区；以及其中源材料的所述共轴区各自的厚度不同。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述衬底是磁记录介质圆盘。
5、 如权利要求3到4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述源材料 是碳。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，更接近所述圆盘的中心的碳 的共轴区的厚度大于离所述圆盘的中心较远的碳的共轴区的厚度。
7、 一种方法，包括在衬底圆盘上沉积至少一个磁性层；以及对如权利要求1或2中的任一项所述的离子源施加电压，以在所述磁性层 上沉积含碳层；其中对所述离子源中的共轴圆柱阳极施加的电压被调节，以在所述磁性层 上沉积碳的多个共轴区；并且其中更接近所述圆盘的中心的碳的共轴区的厚度大于离所述圆盘的中心 较远的碳的共轴区的厚度。
全文摘要
本发明涉及一种用于离子束沉积的包括多个阳极的离子源，其中离子源沉积源材料的多个区，并且多个区中的至少两个的厚度不同。
文档编号C23C14/46GK101660133SQ20091017334
公开日2010年3月3日 申请日期2009年7月23日 优先权日2008年7月24日
发明者K·-W·舒尔, P·S·麦克莱奥德 申请人:希捷科技有限公司