磁记录盘制造技术

本发明专利技术为一种薄膜钴合金磁记录盘，有一金属氮化物层位于盘基片和盘上表面之间提供在磁头－盘介面处的盘纹理结构。纹理结构层是由一般邻接的铝氮化物（ＡＩＮ）团粒构成。ＡＩＮ纹理结构是在有Ｎ↓［２］气存在的情况下溅镀Ａｌ耙形成的。其后溅镀沉积的Ｃｒ下层、钴合金磁层及保护性无定形碳外套再现邻接ＡｌＮ团粒上表面外形，在磁头－盘的介面造成一个纹理结构表面。ＡｌＮ纹理结构层也可以溅镀在磁层上方的保护碳外层中间。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于磁记录盘，特别是关于具有某种纹理结构表面的磁盘，以及制作这种盘的方法。本专利技术还是关于一种与这种盘合为一体的硬盘驱动器，该驱动器具有改进的磁头—磁盘介面和数据读回信号。在一类旋转磁记录硬盘驱动器中，每个读/写传感器(或称磁头)被支持在一个托架(或滑动架)上，当磁盘以其操作速度转动时，它骑在与其相伴的磁盘表面上方的空气垫或空气支承上。这个滑动架有一个空气支承表面(ABS)，通常是一组轨道的形式，而且通常用一悬线连接到线性或转动的传动装置上。在盘驱动器中可能有一迭磁盘，由该传动装置支持多个滑动架。传动装置径向移动滑动架从而使每个头可以达到与它相伴的磁盘表面的记录区。在这个传统的磁盘驱动器中滑动架借助来自悬丝的一个小力使其偏向盘表面。这样，滑动架的ABS(空气支承表面)从盘驱动器接通时起动盘达到足够速度使滑动架骑到空气支承上为止的一段时间里是与盘表面接触的。当盘驱动器被关掉和盘转动速度降到造成空气支承所需速度以下的滑动架的ABS再次与盘表面接触。这类盘驱动器叫作接触起/停(CSS)盘驱动器。为了给CSS盘驱动器的ABS提供防磨损措施，可以在滑轨上放置保护外罩。IBM的美国专利第5,159,508号描述了一个带有空气支承轨道的滑动架，它有无定形碳外罩用硅粉附层粘附在轨道上。在CSS硬盘驱动器中的磁记录盘通常是薄膜盘，其组成是一个片基，如由玻璃、陶瓷、玻璃状碳或铝—锰(AlMg)合金加上镍—磷(NiP)表面敷层，以及在片基上由溅镀沉积而成的钴基磁性合金膜。在磁层上面再形成一个保护外套，如溅镀沉积的无定形碳膜，以提防对来自滑动架的ABS(空气支承表面)的侵蚀和磨损的防护。在保护性盘外套表面上还保持有液体氟乙醚润滑剂以防止盘起动和停止期间对磁盘和磁头的损坏。对于薄膜盘和滑动架空气支承表面的保护性碳外套是众所周知的。它们通常是通过由石墨耙溅镀沉积而成，而且通常把保护性碳外套称作“类金刚石”碳外套、无定形碳外套、或在存在含氢的气体情况下由溅镀沉积形成那些外套时称作氢化碳外套。Tsai等在“刚性磁介质盘的溅镀碳外套的结构和性质”(J.Vac.Science Technology的A6(4)期，1988年7月/8月，第2307—2314页)一文中描述了这种保护性碳外套并把它们称作无定形“类金刚石”碳膜，这里“类金刚石”是指它们的硬度而不是指它们的结晶构造。IBM的美国专利第4,778,582号描述了一个在存在氩(Ar)和氢(H2)的情况下溅镀石墨耙形成的保护性氢化磁盘碳外套。如Kaufman等Phys.Rev.B第39卷，1989年6月，第13053页)描述的那样，也可以由等离子体增强的化学蒸汽沉积(CVD)来形成，而且除了氢以外还可以包括氮。除了磁层和保护性外套外，薄膜盘还可以包括一个溅镀沉积的下层，例如铬(Cr)或铬—钒(CrV)合金，置于片基和磁层之间，以及一个溅镀沉积的粘附层，如铬(Cr)、钨(W)或钛(Ti)层，置于磁层和保护性外套之间。为了改进盘的抗磨损性以及保护一致性的磁特性，希望使盘表面尽可能的光滑。然而，在CSS(接触起/停)盘驱动器中很光滑的盘表面会造成所谓“粘住”。这意味着在滑动架空气支承表面已经与盘稳定接触一段时间之后滑动架倾向于抵制平移运动，或者说“粘住”在盘表面。已知这种“粘住”力会随时间增大而增强。这样，在一个CSS周期之后较短时间内测量的粘住力叫作“CSS粘住力”，而在一个CSS周期之后几小时测量的粘住力叫作“静止粘住力”。粘住是由多种因素造成的，包括由于润滑剂和大气水蒸气毛细冷凝造成的静态摩擦和粘滞力。当起动盘转动时，当滑动架突然从盘表面脱离时，CSS盘驱动器中的粘住作用会导致磁头或盘的损坏。由于传动装置和滑动架之间的悬丝在允许滑动架飞到盘表面上方这一方面比较脆弱，所以盘的突然转动也能损坏悬丝。为避免CSS盘驱动器伴生的粘住问题，一些盘驱动器是“加载/卸载”型的。在这类驱动器中，当传动装置在关电撤回时滑动架被从盘机械地卸载，通常利用与悬置装置相接触的斜坡来实现，然后当开电并在盘已达到足以产生空气支承时再加载到磁盘。然而，即使在加载/卸载型盘驱动器中，当加载/卸载系统失灵时粘住也会是一个问题。对粘住问题的更常用的解决办法是使盘面有一种纹理结构。典型作法是对盘的片基进行研磨抛光，这使沉积在片基上的组成层具有纹理结构。授予Magnetic Peripherals，Inc(磁外部设备公司)的美国专利第5,108,781号描述了用激光加热使在片基表面形成小坑图案来使盘片基具有纹理结构。盘外套复制片基的纹理结构，并在滑动架静止于盘外套上时减小粘住力。然而，对片基研磨抛光和用激光使之具有纹理结构增加了盘的制作成本和复杂性，因为它不能在传统的溅镀沉积处理室现场进行。IBM的美国专利No.5,053,250描述了一种现场处理以在盘片基上形成有纹理结构的底层。1250专利教导使用一种低熔点金属材料，当它被溅镀沉积到被加热的片基上时便形成许多不连续的流体球。沉积在这许多固化球上的磁层和外套便遵循这个不连续的表面形态，在头—盘介面上形成一个有纹理结构的表面。对整个片基进行纹理结构处理，不论是用研磨抛光，用激光使之具有纹理结构还是现场处理都有附加的坏处，即如果这种组织结构不能被小心地加以控制，那么磁层的结晶生长会受到相反的影响。这会造成磁特性降低，特别是在高记录密度的情况下，这时需要高信号噪声比(SNR)和低的软差错率(SER)。为避免这一问题，对盘片基的组织结构处理可以限定在无数据区，称作“着陆区”，这是当盘驱动器停止时滑动架被移动到的地方。这种着陆区增加了驱动电路的复杂性，但对于避免片基组织结构对盘的数据区磁性质产生不好的影响是必须的。与对片基进行纹理结构处理不同，即提议对盘的保护外套进行纹理结构处理。这可以由研磨抛光或其他机械处理，或者由化学或激光刻蚀(如IBM技术描述汇极(Technical Disclosure Bulletin)1989年10月，第264页)所描述的)来实现。如IBM的美国专利No.5,030,494所描述的另一类外套“纹理结构处理”涉及用其他材料添加剂与碳共同溅镀，这种添加剂投射到比较光滑的碳外套表面并呈现出不连续的磁头—盘介面。这些类型的先前的盘外套纹理化技术或者涉及附加的复杂而成本高的非现场处理步骤，或者造成的外套不是所希望的无定形碳连续膜。所需要的是这样一种薄膜磁记录盘，它能向磁头支架呈现出一个连续的有纹理的表面而且能在现场用传统的处理过程制造出来。这种磁盘必须有减小的粘住力但又不降低磁记录性能。本专利技术是一个薄膜磁记录盘，它具有一个金属氮化物纹理结构层位于盘片基和盘的顶表面之间。在一个最佳实施例中，纹理结构层由铝的氮化物(AlN)团粒构成，它们形成于下层下面的片基上。AlN纹理结构层是在存在氮气(N2)的情况下溅镀铝(Al)耙构成的。这造成一般连续的AlN团粒(它们一般具有圆形上表面)沉积在片基上。其后的溅镀沉积的下层、磁层和盘外套再现这一表面，使在磁头—盘介面造成纹理化的盘表面。在另一个实施例中，金属氮化物层形成于磁层之上，或者直接在磁层上或者在保护性碳外套中间。由氮(N2)量、溅镀功率和压力以及片基温度来控制AlN团粒的密度和大小，从而控制完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个薄膜磁记录盘，包括：一个刚性片基；一个在片基上形成的磁层；在磁层上形成的有一个外表面的保护外套；以及一个由金属氮化物团粒形成的纹理结构层，该纹理结构层位于片基和保护外套外表面之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马力F多尔纳，詹姆斯H考夫曼，塞哈特梅廷，西德MT米扎马尼，安东尼W吴，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]