專(zhuān)利名稱：具有非均勻成分的磁性薄膜盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性薄盤(pán)及其制造方法，特別涉及由于非均勻成分(composition)而具有非均勻磁性的磁性薄膜介質(zhì)以及用于產(chǎn)生非均勻成分的方法。
背景技術(shù)：
圖1示出典型現(xiàn)有技術(shù)的磁頭和磁盤(pán)系統(tǒng)10。在工作時(shí)，磁性換能器20在盤(pán)16上浮動(dòng)時(shí)由懸架(suspension)13支持。通常稱作“磁頭”或“浮動(dòng)塊(slider)”的磁性換能器20由執(zhí)行寫(xiě)入磁性轉(zhuǎn)變(magnetictransition)(寫(xiě)入頭23)和讀取磁性轉(zhuǎn)變(讀取頭12)的任務(wù)的各單元組成。來(lái)往讀取和寫(xiě)入頭12、23的電信號(hào)沿著連至懸架13或內(nèi)嵌在其中的導(dǎo)電路徑(導(dǎo)線)14傳播。典型地，存在分別用于讀取和寫(xiě)入頭12、23的兩個(gè)電觸點(diǎn)板(electrical contact pad)(未示出)。電線或?qū)Ь€14A、14B、15A、15B連接到這些電觸點(diǎn)板，并且在支架(arm)13中通到支架電子裝置(未示出)。將磁性換能器20定位在離盤(pán)16的中心具有可變徑向距離的各點(diǎn)上，以讀取和寫(xiě)入圓形磁道(未示出)。盤(pán)16連至由主軸電機(jī)24驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)盤(pán)16的主軸18。盤(pán)16包括在其上沉積了多層薄膜21的襯底26。薄膜21含有鐵磁材料，寫(xiě)入頭23在該鐵磁材料中記錄對(duì)信息進(jìn)行編碼的磁性轉(zhuǎn)變。
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的盤(pán)16的截面。傳統(tǒng)襯底26是經(jīng)過(guò)高度拋光的帶有NiP化學(xué)鍍層(electroless coating)的AlMg導(dǎo)電盤(pán)。盤(pán)16上的薄膜21傳統(tǒng)地包括沉積在襯底26上的鉻或鉻合金底層31。記錄層(一層或多層-)33基于各種鈷、鎳和鐵的合金。例如，常用合金為CoPtCr。附加元素如鉭和硼經(jīng)常用來(lái)在磁性上隔離顆粒。保護(hù)性外敷層(overcoat)35用來(lái)提高耐磨性和抗蝕性。僅作為示例，上述三層薄膜盤(pán)并沒(méi)有窮盡所有可能性。各種種子層(未示出)、多個(gè)底層(未示出)和層壓磁膜(未示出)在現(xiàn)有技術(shù)中均有描述。另外，采用AlMg以外的其他材料作為襯底。
當(dāng)磁盤(pán)16針對(duì)將來(lái)的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)總體系統(tǒng)要求來(lái)確定目標(biāo)矯頑磁性范圍。例如，矯頑磁性上限由寫(xiě)入頭23在磁性薄膜33中引起轉(zhuǎn)變的能力設(shè)置。因此，盤(pán)設(shè)計(jì)者任務(wù)的一部分是獲得特定矯頑磁性范圍而不是最高可能矯頑磁性。一種矯頑磁性調(diào)整方法基于磁性薄膜33的鉑含量直接影響薄膜矯頑磁性這一公知事實(shí)。在限定范圍內(nèi)，鉑含量的邊際變化將以可預(yù)測(cè)量直接影響矯頑磁性。磁性薄膜33的成分以較高的準(zhǔn)確度反映濺射目標(biāo)的成分，從而濺射目標(biāo)中鉑含量的邊際增加量反映在沉積薄膜中。
在宏觀上，最好是磁性薄膜33的矯頑磁性在徑向和周向上相當(dāng)均勻。然而，盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中存在若干起作用的因素可能使得具有矯頑磁性的細(xì)微徑向梯度是理想的。例如，以恒定旋轉(zhuǎn)速度，換能器20在盤(pán)16上的浮動(dòng)高度從盤(pán)16的內(nèi)徑(ID)到外徑(OD)可能不同。浮動(dòng)高度直接影響在磁性薄膜33中由寫(xiě)入頭23產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。線速度(對(duì)于恒定rpm)在OD處比在ID處高。這意味著與ID相比磁頭在OD處浮動(dòng)得更高。這就產(chǎn)生了OD處的可寫(xiě)性問(wèn)題。
薄膜通過(guò)從其成分經(jīng)過(guò)優(yōu)化以提供期望磁性的合金目標(biāo)濺射來(lái)生長(zhǎng)。目標(biāo)材料保持在負(fù)電壓，以為帶正電荷的濺射氣體離子(典型地為Ar)提供加速。該結(jié)構(gòu)的接地電位通常是室壁。襯底沒(méi)有接地。用于制造磁盤(pán)16的現(xiàn)有技術(shù)濺射系統(tǒng)還提供將負(fù)或正偏壓提供給盤(pán)襯底的能力。所用電壓典型地約為-300伏。

發(fā)明內(nèi)容
描述了一種影響薄膜成分變化的方法。通過(guò)沿著襯底表面產(chǎn)生非均勻電場(chǎng)來(lái)操縱濺射系統(tǒng)中的元素等離子體場(chǎng)分布(elemental plasma fielddistribution)，以通過(guò)有差別地重新濺射目標(biāo)元素來(lái)改變成分。非均勻電場(chǎng)由一個(gè)或多個(gè)與導(dǎo)電表面接觸的電極或者通過(guò)使用RF偏壓信號(hào)來(lái)施加。非均勻電場(chǎng)用來(lái)調(diào)節(jié)撞擊薄膜表面的在等離子體中產(chǎn)生的離子的動(dòng)能。由于濺射氣體離子和中性粒子的動(dòng)能和質(zhì)量影響重新濺射速率，因此非均勻電場(chǎng)有差別地影響根據(jù)質(zhì)量正在沉積的元素。通過(guò)在襯底的導(dǎo)電表面上的多個(gè)點(diǎn)施加不同電勢(shì)，可以以多種模式調(diào)節(jié)襯底表面上的電場(chǎng)。例如，電場(chǎng)可以沿著盤(pán)的圓周和/或半徑方向變化。在優(yōu)選實(shí)施例中，將徑向電壓梯度施加于正在其上形成磁性薄膜的盤(pán)的導(dǎo)電表面，以在徑向上調(diào)節(jié)磁性薄膜的鉑含量。調(diào)節(jié)徑向鉑含量反過(guò)來(lái)又調(diào)節(jié)徑向矯頑磁性。
因此，本發(fā)明提供一種薄膜濺射方法，包括以下步驟將含有第一和第二元素的目標(biāo)安置在濺射室中，第一元素的原子量高于第二元素的原子量；將帶有導(dǎo)電表面的襯底與至少第一電極電接觸；產(chǎn)生包含第一和第二元素的正離子的等離子體；以及，通過(guò)將第一電勢(shì)施加于第一電極以沿著導(dǎo)電表面形成非均勻電場(chǎng)，有差別地重新濺射第一元素，從而沉積其中第一元素的原子百分比沿著導(dǎo)電表面變化的薄膜。襯底最好是具有中央開(kāi)孔的盤(pán)，并且第一電極在外徑處接觸導(dǎo)電表面，并且非均勻電場(chǎng)在盤(pán)的導(dǎo)電表面上沿著徑向線單調(diào)變化。
在該方法中采用的第一元素最好是鉑，第二元素最好是鈷，并且襯底是盤(pán)。最好，第一電極圍繞盤(pán)的圓周接觸盤(pán)，并且最好非均勻電場(chǎng)根據(jù)盤(pán)上的徑向位置而變化，并且鉑的原子百分比沿著盤(pán)上的徑向線變化。鉑的原子百分比最好在盤(pán)的圓周處最低。
在其中襯底是盤(pán)的方法中，最好薄膜是磁性的并且沿著盤(pán)上的徑向線具有矯頑磁性梯度，并且最好矯頑磁性在盤(pán)的圓周處最低。
該方法適當(dāng)?shù)剡€包括以下步驟將導(dǎo)電表面與第二電極電接觸；以及將第二電勢(shì)施加于第二電極，第二電勢(shì)不同于第一電勢(shì)，并且最好還包括以下步驟將導(dǎo)電表面與第三電極電接觸；以及將第三電勢(shì)施加于第三電極，第三電勢(shì)不同于第一和第二電勢(shì)。
該方法可選地還包括以下步驟將導(dǎo)電表面與以一種模式排列(arranged in a pattern)的多個(gè)電極電接觸，并且將非均勻電勢(shì)施加于多個(gè)電極以調(diào)節(jié)盤(pán)表面上的電場(chǎng)分布，從而產(chǎn)生第一元素的原子百分比沿著導(dǎo)電表面變化的模式，最好其中，多個(gè)電極以同心陣列排列。第一元素的原子百分比最好沿著圓周變化，特別是第一元素的原子百分比變化形成沿著圓周分布的伺服島(servo island)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種制造品，包括襯底；以及含有至少第一和第二元素的襯底表面上的薄膜，其中，第一元素的原子百分比沿著表面上的線系統(tǒng)地變化。襯底最好是盤(pán)，第一元素是鉑，第二元素是鈷，薄膜是磁性的并且鉑的原子百分比根據(jù)表面上的徑向位置而變化。磁性薄膜最好具有根據(jù)表面上的徑向位置而變化的矯頑磁性。鉑的原子百分比最好在盤(pán)的圓周處最低，并且最好鉑的原子百分比在盤(pán)的圓周處最高。
適當(dāng)?shù)?，襯底是盤(pán)，并且第一元素的原子百分比在形成一種模式的盤(pán)上同心帶(concentric band)中相同，可選地，襯底是盤(pán)，并且第一元素的原子百分比沿著圓周變化。作為另一個(gè)可選方案，襯底是盤(pán)，薄膜是磁性的，并且第一元素的原子百分比變化形成沿著圓周分布的伺服島。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括包括讀取和寫(xiě)入頭的磁性換能器；主軸；以及安放在主軸上的磁性薄膜盤(pán)，磁性薄膜盤(pán)含有鈷和鉑，并且磁性薄膜具有鉑的原子百分比變化的系統(tǒng)模式。磁性薄膜最好具有與鉑的原子百分比徑向梯度相對(duì)應(yīng)的矯頑磁性徑向梯度。最好，鉑的原子百分比在盤(pán)的圓周處最低，或者可選地，鉑的原子百分比在盤(pán)的圓周處最高。適當(dāng)?shù)兀K的原子百分比可以在形成一種模式的盤(pán)上同心帶中相等。鉑的原子百分比可以沿著圓周變化。最好，鉑的原子百分比變化形成沿著圓周分布的伺服島。
在第四實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種薄膜濺射方法，包括以下步驟將含有第一和第二元素的目標(biāo)安置在濺射室中，第一元素的原子量高于第二元素的原子量；產(chǎn)生包含第一和第二元素的正離子的等離子體；以及將襯底與至少第一電極電接觸；通過(guò)將RF電勢(shì)施加于第一電極以沿著襯底的表面形成非均勻電場(chǎng)，有差別地重新濺射第一元素，從而沉積第一元素的原子百分比沿著表面變化的薄膜。襯底最好是具有中央開(kāi)孔的盤(pán)，并且第一電極在外徑處與導(dǎo)電表面接觸。
在該方法中采用的第一元素最好是鉑，第二元素最好是鈷，并且襯底是盤(pán)。最好，非均勻電場(chǎng)根據(jù)盤(pán)上的徑向位置而變化，并且鉑的原子百分比沿著盤(pán)上的徑向線變化。最好，薄膜是磁性的并且沿著盤(pán)上的徑向線具有矯頑磁性梯度。襯底最好是盤(pán)，非均勻電場(chǎng)沿著盤(pán)上的徑向線變化，第一元素的原子百分比沿著徑向線變化，薄膜是磁性的，并且具有與第一元素的原子百分比變化相對(duì)應(yīng)的矯頑磁性變化。
在該方法的一個(gè)優(yōu)選可選方案中，襯底是盤(pán)，并且第一元素的原子百分比在形成一種模式的盤(pán)上同心帶中相同。在另一個(gè)優(yōu)選可選方案中，襯底是盤(pán)，并且第一元素的原子百分比沿著圓周變化。最好，襯底是盤(pán)，薄膜是磁性的，并且第一元素的原子百分比變化形成沿著圓周分布的伺服島。


圖1是示出盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中磁頭與相關(guān)組件之間的關(guān)系的現(xiàn)有技術(shù)的象征圖；圖2是磁性薄膜盤(pán)的一種現(xiàn)有技術(shù)層結(jié)構(gòu)的圖；圖3是用于在濺射期間將偏壓施加于盤(pán)襯底的機(jī)械設(shè)置的圖；圖4是圖3所示的載體和盤(pán)沿著標(biāo)記為IV的線的中線截面圖；圖5是本發(fā)明的沿著濺射室中的盤(pán)和載體的中線截面的電場(chǎng)梯度的圖；圖6是示出采用徑向距離繪制的本發(fā)明的盤(pán)內(nèi)鉑含量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；圖7是示出圖6的盤(pán)的矯頑磁性(Hc)對(duì)鉑含量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；圖8是本發(fā)明的采用多個(gè)電極施加的沿著襯底的中線截面的非均勻電場(chǎng)的圖。
具體實(shí)施例方式
圖3是一種在濺射薄膜的時(shí)候?qū)⑵珘菏┘佑诒P(pán)16的方法的圖。盤(pán)16由連接到電壓源43的導(dǎo)電載體41機(jī)械支持。電壓源43的電壓范圍應(yīng)該大約為-150到-600v。典型地，使用盤(pán)16的兩側(cè)，從而載體41需要設(shè)計(jì)成在對(duì)任一表面的影響程度不超過(guò)必要范圍的情況下支持盤(pán)16。顯然，存在眾多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)此，并且其細(xì)節(jié)超出本發(fā)明的范圍。為了描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，只需讓盤(pán)16圍繞外圓周或者可選地圍繞內(nèi)徑以基本上連續(xù)的方式接觸電導(dǎo)體。載體41可以是用于支持很多盤(pán)16的大活動(dòng)架，其中這些盤(pán)可以通過(guò)濺射系統(tǒng)穿過(guò)一個(gè)通口(pass)，或者它可以針對(duì)固定支持單個(gè)盤(pán)16來(lái)設(shè)計(jì)。
圖4是圖3的盤(pán)16和載體41沿著線IV的中線截面圖。該截面示出載體41通過(guò)窄唇緣(lip)42支持盤(pán)16，其中，窄唇緣42環(huán)繞支持盤(pán)16的載體41中的開(kāi)孔的整個(gè)圓周。該結(jié)構(gòu)使得盤(pán)16的兩側(cè)基本上都被暴露以進(jìn)行濺射。然而，更重要地是，由于盤(pán)16的外圓周與導(dǎo)電載體41連續(xù)接觸，因此由于負(fù)偏壓而產(chǎn)生的電場(chǎng)圍繞盤(pán)16的圓周是均勻的。
圖5是圖4的相同中線截面，但是在本圖中示出盤(pán)16和載體41位于包含等離子體43的濺射室50內(nèi)，其中，等離子體43包含濺射氣體離子和目標(biāo)被濺射元素。在使用氬作為工作氣體沉積CoCrPt磁性膜的情況下，等離子體將包含濺射氣體的正離子和中性粒子以及中性和帶電荷Co、Pt和Cr粒子(species)。圍繞盤(pán)16產(chǎn)生的電場(chǎng)以垂直于盤(pán)的平面表面排列的箭頭示出。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明以及為單元標(biāo)號(hào)和標(biāo)記留出空地起見(jiàn)，僅在盤(pán)16的一側(cè)標(biāo)上箭頭，但是實(shí)際上兩側(cè)的電場(chǎng)應(yīng)是對(duì)稱的。箭頭的長(zhǎng)度表示相對(duì)于選定基線的電場(chǎng)強(qiáng)度。在絕對(duì)方面，電場(chǎng)變化小，但是也有效。圖中示出電場(chǎng)在盤(pán)16的圓周處最強(qiáng)，并且單調(diào)降至內(nèi)徑處的最低值。
電場(chǎng)的一個(gè)效應(yīng)是朝向盤(pán)16加速等離子體43中的正離子。在沒(méi)有偏電場(chǎng)的情況下，僅朝向目標(biāo)材料加速正離子。將負(fù)偏壓施加于襯底導(dǎo)致生長(zhǎng)薄膜表面的正離子轟擊。生長(zhǎng)薄膜表面上的主要碰撞粒子是帶正電荷的Ar離子。這將導(dǎo)致重新濺射效應(yīng)，并且由于電場(chǎng)在外徑處較強(qiáng)，因此加速相應(yīng)地將在外徑處較大。薄膜生長(zhǎng)期間的重新濺射效應(yīng)在D.W.Hoffman，“Intrinsic Re-sputtering-Theory and Experiment(內(nèi)在重新濺射-理論和實(shí)驗(yàn))”，(J.Vac.Sci.Tech.A(8)，3707，(1990))中有討論。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)在重新濺射效率強(qiáng)烈地依賴于目標(biāo)材料(Mt)與濺射氣體(Mg)的質(zhì)量比，并且多半顯示對(duì)下面無(wú)量綱參數(shù)的線性依賴性(Mt-Mg)/(Mt+Mg)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與Co(59amu)或Cr(52amu)相比，Ar離子(質(zhì)量＝40amu)更有效地重新濺射Pt(195amu)。Hoffman還發(fā)現(xiàn)重新濺射效率依賴于濺射離子的能量。這由襯底偏壓提供，并且如前所述，在本實(shí)施例中它在外徑(OD)處最大。因此，可以預(yù)料在電場(chǎng)較大處通過(guò)離子化濺射Ar+氣體將更有效地重新濺射鉑。該有差別重新濺射將導(dǎo)致鉑含量在電場(chǎng)最大處降低。由于在上述載體離子中電場(chǎng)沿著盤(pán)16的半徑而下降，因此可以預(yù)測(cè)鉑含量沿著從外徑(圓周)到內(nèi)徑的徑向線增大。
圖6給出采用半徑距離繪制的被濺射盤(pán)16的鉑含量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。盤(pán)16通過(guò)例如可從Ulvac公司購(gòu)買(mǎi)的濺射系統(tǒng)在多盤(pán)通口中采用針對(duì)載體41所示的方法來(lái)支持。襯底26是帶有Nip鍍層的AlMg。底層是CrV。磁性膜和目標(biāo)是CoPtCrTa。偏壓大約是-300v。鉑含量通過(guò)微探針(圖上的正方形)和XRF(圓形)來(lái)測(cè)量。每種方法都確認(rèn)了鉑含量從外圓周到內(nèi)徑增大的清楚趨勢(shì)。沿著35毫米徑向線的鉑含量總增量大約是從約9到11原子百分比的2個(gè)原子百分比。如果電壓源移到盤(pán)的內(nèi)徑，則可以預(yù)料鉑含量的斜坡是相反的。
圖7是圖6的相同盤(pán)的矯頑磁性(Hc)對(duì)鉑含量的圖。對(duì)于鉑含量的2個(gè)原子百分比增量，該數(shù)據(jù)示出Hc從大約2550 Oe增至2800，這就確認(rèn)了矯頑磁性與鉑含量之間的關(guān)系。
改變盤(pán)表面上的電場(chǎng)分布的方法不限于線性增大或減小電場(chǎng)?？梢允褂梅植荚诒P(pán)表面上的特殊偏壓觸點(diǎn)和幾何圖案來(lái)產(chǎn)生具有可變成分特性的不同帶和/或扇區(qū)。例如，各自保持選定電勢(shì)的偏壓觸點(diǎn)同心陣列可以使得與襯底接觸以調(diào)節(jié)盤(pán)表面上的電場(chǎng)分布。在上面詳述的實(shí)施例中，這將導(dǎo)致沿著徑向線調(diào)節(jié)電場(chǎng)；然而，使用偏壓觸點(diǎn)陣列也將允許沿著圓周進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方法的變體可以允許沿著圓周分布具有大矯頑磁性調(diào)節(jié)的伺服島或扇區(qū)。還提出了用于盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的模式化介質(zhì)(pattern media)作為一種減小磁道寬度的方式。使用本發(fā)明的方法，模式化磁性介質(zhì)可以通過(guò)定制(tailor)盤(pán)表面上的電場(chǎng)分布來(lái)生產(chǎn)。
圖8是本發(fā)明的采用多個(gè)電極67施加的沿著襯底17的中線截面的非均勻電場(chǎng)的圖。前面圖使用單個(gè)電極，其中該電極也是載體。這兩種功能無(wú)需由同一構(gòu)件提供。圖8中的電極67在一個(gè)表面上接觸襯底17，并且在發(fā)生沉積的相反表面上產(chǎn)生電場(chǎng)。圖中示出電極67是點(diǎn)接觸元件，但是它可以具有任何形狀。電極67可以連接到獨(dú)立電源，以允許各個(gè)電極具有相互獨(dú)立的電勢(shì)，因此允許在針對(duì)具體應(yīng)用定制電場(chǎng)變化方面具有最大靈活性。圖8的實(shí)施例的電極67也可以采用襯底平面上的任何x-y圖案來(lái)排列。
在本發(fā)明的任何應(yīng)用中，除了表面之外，襯底無(wú)需是導(dǎo)電的。因此，如果將導(dǎo)電材料層施加于表面，則對(duì)于本發(fā)明的方法可以使用非金屬材料如玻璃。導(dǎo)電層可以通過(guò)其他方式濺射或沉積。如果使用RF信號(hào)施加偏壓，則表面無(wú)需是導(dǎo)電的。
在濺射技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的是，濺射系統(tǒng)中的變化使得難以作出定量預(yù)測(cè)；因此，上面給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)用于該技術(shù)的定性理解。
通過(guò)所施加的電場(chǎng)根據(jù)元素質(zhì)量影響薄膜成分的能力可以概念性地應(yīng)用于非磁性薄膜和非盤(pán)形襯底。如果電場(chǎng)可以在距離或時(shí)間上變化，并且元素質(zhì)量足夠不同，則可以采用本發(fā)明的技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜濺射方法，包括以下步驟將含有第一和第二元素的目標(biāo)安置在濺射室中，第一元素的原子量高于第二元素的原子量；將帶有導(dǎo)電表面的襯底與至少第一電極電接觸；產(chǎn)生包含第一和第二元素的正離子的等離子體；以及通過(guò)將第一電勢(shì)施加于第一電極以沿著導(dǎo)電表面形成非均勻電場(chǎng)，有差別地重新濺射第一元素，從而沉積其中第一元素的原子百分比沿著導(dǎo)電表面變化的薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，襯底是具有中央開(kāi)孔的盤(pán)，并且第一電極在外徑處接觸導(dǎo)電表面，并且非均勻電場(chǎng)在盤(pán)的導(dǎo)電表面上沿著徑向線單調(diào)變化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一元素是鉑，第二元素是鈷，并且襯底是盤(pán)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，薄膜是磁性的并且沿著盤(pán)上的徑向線具有矯頑磁性梯度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟將導(dǎo)電表面與第二電極電接觸；以及將第二電勢(shì)施加于第二電極，第二電勢(shì)不同于第一電勢(shì)。
6.一種制造品，包括襯底；以及含有至少第一和第二元素的襯底表面上的薄膜，其中，第一元素的原子百分比沿著表面上的線系統(tǒng)地變化。
7.如權(quán)利要求6所述的制造品，其中，襯底是盤(pán)，第一元素是鉑，第二元素是鈷，薄膜是磁性的并且鉑的原子百分比根據(jù)表面上的徑向位置而變化。
8.一種盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括包括讀取和寫(xiě)入頭的磁性換能器；主軸；以及安放在主軸上的磁性薄膜盤(pán)，磁性薄膜盤(pán)含有鈷和鉑，并且磁性薄膜具有鉑的原子百分比變化的系統(tǒng)模式。
9.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中，磁性薄膜具有與鉑的原子百分比徑向梯度相對(duì)應(yīng)的矯頑磁性徑向梯度。
10.一種薄膜濺射方法，包括以下步驟將含有第一和第二元素的目標(biāo)安置在濺射室中，第一元素的原子量高于第二元素的原子量；產(chǎn)生包含第一和第二元素的正離子的等離子體；以及將襯底與至少第一電極電接觸；通過(guò)將RF電勢(shì)施加于第一電極以沿著襯底的表面形成非均勻電場(chǎng)，有差別地重新濺射第一元素，從而沉積其中第一元素的原子百分比沿著表面變化的薄膜。
全文摘要
描述了一種影響薄膜成分變化的方法。通過(guò)沿著襯底表面產(chǎn)生非均勻電場(chǎng)來(lái)操縱濺射系統(tǒng)中的元素等離子體場(chǎng)分布，以通過(guò)有差別地重新濺射目標(biāo)元素來(lái)改變成分。非均勻電場(chǎng)由一個(gè)或多個(gè)與導(dǎo)電表面接觸的電極或者通過(guò)使用RF偏壓信號(hào)來(lái)施加。非均勻電場(chǎng)用來(lái)調(diào)節(jié)撞擊薄膜表面的在等離子體中產(chǎn)生的離子的動(dòng)能。由于濺射氣體離子和中性粒子的動(dòng)能和質(zhì)量影響重新濺射速率，因此非均勻電場(chǎng)有差別地影響根據(jù)質(zhì)量正在沉積的元素。通過(guò)在襯底的導(dǎo)電表面上的多個(gè)點(diǎn)施加不同電勢(shì)，可以以多種模式調(diào)節(jié)襯底表面上的電場(chǎng)。例如，電場(chǎng)可以沿著盤(pán)的圓周和/或半徑方向變化。在優(yōu)選實(shí)施例中，將徑向電壓梯度施加于正在其上形成磁性薄膜的盤(pán)的導(dǎo)電表面，以在徑向上調(diào)節(jié)磁性薄膜的鉑含量。調(diào)節(jié)徑向鉑含量反過(guò)來(lái)又調(diào)節(jié)徑向矯頑磁性。
文檔編號(hào)C23C14/34GK1555554SQ02818178
公開(kāi)日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2002年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者歐內(nèi)斯托·埃斯特班·馬里內(nèi)羅, 歐內(nèi)斯托 埃斯特班 馬里內(nèi)羅, 馬丁 雷斯, 蒂莫西·馬丁·雷斯, 伊爾夫斯 羅森, 哈爾·伊爾夫斯·羅森, 羅德里克 約克, 布萊恩·羅德里克·約克 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司