JPH0259523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコン基板上に、バインダ、磁気
粒子、および耐摩耗性材料を含む磁気層を付着し
た磁気デイスク、及びそのような磁気デイスクの
製造方法に関するものである。

〔開示の概略〕

シリコン基板１上にバインダ、、磁気粒子およ
び耐摩耗性材料を含む磁性体層を設けた磁気デイ
スクであつて、その耐摩耗性材料は、シリコン基
板１に接続され且つその上に突き出した突起３，
１３，２３の形をしており、基板表面上で予め定
められた一様な分布を示し、その突起の表面はバ
インダと磁気粒子からなる層５の表面と同一平面
上にある。そのデイスクは、基板１の表面にアル
ミニウムを主成分として含む層２，８，１１を焼
きもどしによつておよび任意選択として酸化によ
つてブランケツト・ドープないし被覆した後、ま
たは基板１の表面の未ドープ領域のエツチ・オフ
によつて基板１の表面に選択的にドープした後、
基板１上に予め定めた均一な分布を示すように突
起３，１３，２３を形成し、バインダと磁気粒子
からなる層５をスピン・コーテイングによつて塗
布し、硬化させ、突起３，１３，２３の頂点が露
出するまで研摩することによつて製造される。

〔従来技術〕

現在使用されている大容量磁気デイスクは、好
ましくはアルミニウム、アルミニウム−マグネシ
ウム、またはシリコン製の基板と、基板上に付着
された好ましくは厚さ1μmの磁気粒子充てん樹脂
からなる磁気層を含んでいる。磁気デイスクがス
タート／ストツプ時にデイスク上を摺動するセラ
ミツク材料製の硬い磁気ヘツドの作用に抵抗でき
るようにするため、樹脂には層の体積に対して約
２％の体積の酸化アルミニウム粒子が追加充てん
される。実際には、磁気ヘツドは直接樹脂上では
なくて、サポートとして働く酸化アルミニウム粒
子上を摺動する。このような付着は、樹脂基材中
の酸化アルミニウム粒子の粘着力が非常に大きい
場合には、原則としてすべての要件を充たすはず
である。しかし、実際にはそうはいえない。デイ
スクの操作中、酸化アルミニウム粒子の剥落がし
ばしば見られる。この剥落の結果、デイスクは酸
化アルミニウム粒子が剥落したすべての場所でよ
り大きな摩耗を受け、デイスク表面にある硬い酸
化アルミニウム粒子がデイスク表面と磁気ヘツド
の摩耗を促進し、最後には、磁気デイスクと磁気
ヘツドからなるシステムが早く故障することにな
る。この問題は、デイスク生産終了後の機能テス
トで早くも現われ、あるいは顧客がデイスクを使
用する際に現われる。したがつて、この問題はこ
れまで生産に対する重大な障害となり、保守コス
トを引き上げていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがつて、本発明は、基板上に付着された、
バインダ、磁気粒子および耐摩耗性材料からなる
磁気層を含み、磁気ヘツドがデイスク上を摺動す
る場合でも耐摩耗性材料が固く固着されたままで
ある磁気デイスクを提供すること、および工場生
産において最低の価格で精密な公差を維持しなが
ら、かかる磁気デイスクを製造することができる
方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、突起が基板から直接に、また
は基板に固く接着された層から成長し、したがつ
て最適の形で固着される。こうして、磁気ヘツド
によつて耐摩耗性材料が磁気層から剥落せず、そ
の結果耐摩耗性材料の粒子が磁気デイスク表面に
たまらず、また磁気層がより大きな摩耗を受けな
い。その上、既知の磁気デイスクとは違つて、そ
の突起はデイスク表面と平行な丸い先端ないし表
面を持たず、そのため磁気ヘツドを損傷すること
はない。突起の数は、10⁴〜10⁶cm²のオーダーで多
いように思われるが、突起の断面積が基板表面に
比べて小さいため、突起があるのは基板表面のご
く一部分であり、その大部分は平滑なので、磁気
層の平滑さを損わないと考えられる。突起がシリ
コンからなる場合には特にそうであるが、それが
酸化物、例えば酸化アルミニウムからなる場合で
も、少くとも従来の磁気デイスクに使用されてい
た酸化アルミニウム粒子の硬さと同じ硬さとな
る。必ずしもシリコン基板は磁気デイスクに機械
的安定度を与える必要がない。すなわち必ずしも
大きな厚さにする必要がなく、実際には、薄い層
の形でも利用できる。例えば、アルミニウムまた
は例えばアルミニウム−マグネシウムなどのアル
ミニウム合金の基板に陰極スパツタリングによつ
て塗布したものが使用できる。

シリコン基板が単結晶性シリコン・ウエハから
なる場合、１cm³当り５×10¹⁸個のアルミニウム原
子を含むピラミツドの形で突起を設けると有利で
ある。

〔作用〕

本発明にもとづく磁気デイスクの有利な実施例
では、頂部が尖つたスパイク形の酸化アルミニウ
ム突起がシリコン基板から突き出し、このシリコ
ン基板の残りの部分が酸化アルミニウム層で被覆
され、磁気層中のバインダがそれと極めて強く接
着している。

本発明にもとづく方法は、部分的に知られてお
り、例えば半導体産業で使われている工程段階と
装置を使用するもので、したがつて経費を抑える
ことができる。一方、こられの工程段階と装置を
使用して、本発明の目的を達成できることは自明
ではなかつた。本発明にもとづく方法を用いて、
部分的に知られている工程段階を新規な形で組み
合せることによつて始めて驚くべき有利な結果が
得られた。

本発明にもとづく方法は、シリコン基板の表面
をホウ素でドープし、薄いアルミニウム層で被覆
し、続いて約350℃で硬化させて基板上にアルミ
ニウムのスパイクを成長させ、アルミニウム・ス
パイクとアルミニウム層を陰極酸化して酸化アル
ミニウム・スパイクと酸化アルミニウム層を成長
させ、バインダと磁気粒子からなる層を成長させ
た後に、スパイク点が露出するまで研摩を行なう
と、有利である。ホウ素のドーピングはアルミニ
ウム・スパイクを成長させ、それらを均一に分布
させるための条件である。ドーピングの厚さによ
つてアルミニウム・スパイクの表面密度が決ま
る。

本発明によつて開示される方法の第２の有利な
実施例では、シリコン基板にヒ素をドープし、予
め定めた厚さの薄い表面層を形成し、表面層の上
に絶縁層を塗布し、その層に予め定めた数の重イ
オンを注入し、続いてその層の重イオン・トレー
スの領域を選択的にエツチ・オフし、こうして出
きた穴を通してヒ素でドープされた表面層を選択
的にホウ素でドープし、絶縁層および残つている
ヒ素でドープされた材料をエツチ・オフする。

本発明によつて開示される方法の第３の有利な
実施例では、単結晶性シリコン基板を、シリコン
を含むアルミニウムで、またはアルミニウムとシ
リコンで次々に被覆し、次に不活性気体雰囲気中
で焼きもどし、冷却してシリコン・ピラミツドを
形成し、シリコンの量、付着層中のシリコンの分
布、焼きもどし時間および冷却時間によつて正し
い高さのシリコン・ピラミツドの数を制御し、最
後にアルミニウムをエツチ・オフしてシリコン・
ピラミツドを露出させる。

〔発明の効果〕

本発明にもとづく方法の上記の実施例では、余
分なマスキング・ステツプや工程の選択性を保証
するためのその他のステツプなしに、突起の必要
な厚さと均一な分布が有利に実現される。正しい
突起の密度と分布は、簡単なテストで容易に実施
できる工程パラメータの決定によつて実現され
る。すなわち本発明の方法は、全く複雑でないば
かりか、起こり得る誤りをかなり減らすこともで
き、その上、方法の再現性を損わずにより精密な
製造公差をもたらすことができる。

〔実施例〕

本発明にもとづく磁気デイスクでは、耐摩耗性
材料は各図における３，１３，２３のような突起
の形をしており、それらのバインダと磁気粒子を
含む層５を載せたシリコン基板１の表面から突出
し且つその基板に接続されている。

基板１上に突起を焼きもどしによつて予め定め
た分布となるように成長させ、またはドーピング
度の違いを利用して基板１の表面の選択的エツチ
ングによつて生成し、続いてバインダと磁気粒子
の混合物を塗布することによつて、磁気デイスク
が製造される。

次に、本発明によつて開示される磁気デイスク
の様々な実施例、および本発明にもとづく方法の
様々なバリエーシヨンによるそれらの製造につい
て詳しく説明する。

本発明にもとづく磁気デイスクおよび本発明に
よつて開示される方法の１実施例にもとづくその
製造について、第１Ａ図乃至第１Ｄ図を参照しな
がら説明する。

本発明にもとづく磁気デイスクのこの実施例で
は、耐摩耗性材料は、基板表面上に成長した非常
に硬い材料からなるスパイクの形である。基板１
はシリコン製であり、これはシリコン板とするこ
とができ、また基板例えばアルミニウムあるいは
アルミニウム・マグネシウムなどのアルミニウム
合金製のデイスク上に好ましくは陰極スパツタリ
ングによつて付着された薄い層とすることができ
る。シリコン基板１の表面に、表面濃度が10¹⁸〜
10²⁰／cm³となるようにホウ素をドープする。続い
て、シリコン層１の上に厚さ100〜1000μmのアル
ミニウム層２を付着する。第１Ａ図は、この製造
段階における構造の一部分を示したものである。
次に350〜400℃の温度で焼きもどしステツプを実
施して、アルミニウム層２からアルミニウム・ス
パイクを成長させ、その層上に均一に分布させ
る。その密度は好ましくは100μm²当りスパイク
１個のオーダとするとよいが、基板１のホウ素ド
ーピング度によつて決まる。１cm³当りホウ素原子
10¹⁸〜10²⁰個という所与の範囲では基板上のアル
ミニウム・スパイクの密度は、６倍の範囲で変わ
る。焼きもどし時間によつて、アルミニウム・ス
パイクの高さが決まる。望ましい高さは約１〜
2μmである。次の工程段階では、例えば五ホウ酸
アンモニウムのエチレングリコール溶液からなる
電解液中で約20ボルトの電圧で正電位のアルミニ
ウムを処理して、アルミニウム層２とアルミニウ
ム・スパイクを陰極酸化する。第１Ｂ図は陰極酸
化後の構造、酸化アルミニウム・スパイク３およ
びアルミニウム層２から生成した酸化アルミニウ
ム層４を示したものである。第１Ｂ図の構造上
に、スピン・コーテイングによつてバインダと磁
気粒子からなる層５を塗布し、続いて硬化させ
る。層５中のバインダ５は、好ましくはエポキシ
樹脂、典型的にはビスフエノールＡ−エピクロル
ヒドリン型のエポキシ樹脂である。磁気粒子は、
好ましくはγ−Fe₂O₃である。

層５の厚さは、酸化アルミニウム・スパイク３
をほぼ覆うだけの厚さである。第１Ｃ図は、この
段階で得られる構造を示したものである。この最
後の工程段階で酸化アルミニウム・スパイク点が
露出し、少し研摩されるまで、層５が研削され
る。こうして製造した完成磁気デイスクの部分断
面図を第１Ｄ図に示す。

大雑把なホウ素ドーピング・ステツプによつて
アルミニウム・スパイクを均一に分布させかつド
ピングの程度に応じて正しい密度にすることがで
きることが、本方法の特別な利点である。この方
法のもう一つの利点は、有利な特性を全く失わず
に、非常に様々な基板上に磁気層を付着できるこ
とである。第１Ｄ図に示した本発明にもとづく磁
気デイスクの実施例では、耐摩耗性コンポーネン
トは既知のデイスクと同じ材料でできているが、
既知のデイスクの場合よりもずつとしつかりと固
着されている。特殊な製造方法のために、この耐
摩耗性材料は硬さを失わない。実際に、酸化アル
ミニウム・スパイクのモース硬度は、９にまで達
する。

本発明によつて開示される磁気デイスクの第２
の実施例を作成するには、アルミニウムとシリコ
ンからなる層またはアルミニウム層とシリコン層
を単結晶性シリコン基板上に付着し、続いて焼き
もどし再度冷却して、基板表面にシリコン（１cm³
当り５×10¹⁸個のアルミニウム原子で飽和）を小
さなピラミツドの形にエピタキシヤル付着させ
る。アルミニウムをエツチ・オフした後、バイン
ダと磁気粒子の混合物を層として塗布し、続いて
硬化させ、最後にピラミツドの上面が露出するま
で研摩する。シリコンのブランケツト付着はな
く、結晶核の生産傾向が高いシリコン結晶の活性
中心のみで付着が行われる。活性中心の密度すな
わちピラミツドの表面密度は容易に制御でき、例
えばマスクを使つた選択的工程段階を用いて基板
を処理する必要はない。表面密度は、基板に塗布
する材料中でのシリコン分布を左右することによ
つて制御される。一般的注意について述べる前
に、活性中心の形成に関する説明を行うことにす
る。

温度が約450℃のとき、固体アルミニウム中で
のシリコンの飽和濃度は1.2重量％である。577℃
では、アルミニウム中でのシリコンの飽和濃度は
0.4％だけ高くなり、約1.6重量％となる。AlSi系
共融点は577℃である。この温度のとき液相中の
シリコン濃度は12重量％にまで増加することがで
きる。焼きもどし後にシリコンで飽和されたアル
ミニウムを冷却すると、シリコンが析出する。基
板表面に活性中心があれば、冷却をゆつくり行な
つた場合、これらの活性中心で優先的にシリコン
がエピタキシヤル付着する。冷却速度を増すにつ
れて、ますます多量のシリコンが金属間化合物を
構成する微結晶の形でアルミニウム中に残る。シ
リコン領域に隣接するアルミニウムが、そのシリ
コン含量が少くとも部分的に飽和濃度以下になる
温度にまで加熱されると、隣接するシリコン領域
を溶かしてシリコン含量を飽和濃度にまで増大さ
せる傾向がある。単結晶性シリコン基板からシリ
コンが溶出するすべての場所に活性中心が形成さ
れる。基板表面上での活性中心の分布は統計的
（均一）であり、その数はシリコン基板に隣接す
るアルミニウム中でシリコン濃度が飽和温度より
もどれだけ低いかによつて決まる。したがつて、
基板上の材料の組成と構造によつて活性中心の数
を左右することができる。大部分の活性中心は、
塗布される材料が純粋なアルミニウムからなる場
合に形成される。（ただし、その場合ピラミツド
の成長のために利用できるシリコンの量は少量で
ある。）まずアルミニウム層を塗布し、続いてア
ルミニウムを飽和させるのに充分なシリコンを含
むシリコン層を塗布すると、焼きもどし中に非常
に多数の活性中心が形成される。一方、アルミニ
ウムとシリコンを、焼きもどし温度でアルミニウ
ムがシリコンで飽和されるような比で同時に付着
すると、非常に僅かな活性中心しか形成されな
い。まず、アルミニウム層の厚さのほぼ半分の厚
さだけアルミニウム層を塗布し、続いてアルミニ
ウム全体を飽和させるのに充分なシリコンを含む
シリコン層を塗布し、最後に残り半分のアルミニ
ウム層を塗布すると、この両極端の中間の数の活
性中心が得られる。すなわち、シリコン基板への
アルミニウムとシリコンの付着をうまく制御する
ことによつて、活性中心の数を、したがつて成長
するシリコン・ピラミツドの数を、ピラミツドの
表面密度が100〜10000／cm²の所期の値となるよう
に制御することができる。アルミニウムとシリコ
ンを塗布する際の精密なパラメータは、簡単なテ
ストで決定できる。

次に、第２Ａ図乃至第２Ｄ図および第３Ａ図乃
至第３Ｅ図を参照して、上記の２つの極端な場合
について、シリコン基板上でのシリコン・ピラミ
ツドの形成およびそれに続く磁気デイスクの製造
について考察する。

好ましくは（100）の配向方向をもつシリコン
基板１上に、アルミニウムおよび塗布材料総量に
対して約1.2重量％のシリコンからなる層１１を
蒸着させる。第２Ａ図は、こうして得られる構造
の一部分を示したものである。続いて、不活性気
体雰囲気中で400〜480℃の温度で焼きもどしを行
う。第２Ｂ図に示すように、このプロセスで比較
的少数の活性中心１２が形成される。ゆつくりし
た冷却（〜５℃／分）の間に、シリコン基板１上
の活性中心１２が形成されたすべての場所に、比
較的大きなピラミツド１３がエピタキシヤル成長
する。さらにピラミツド１３の傍にずつと低いピ
ラミツド１３′を成長させることも可能である。
こうして得られる構造を第２Ｃ図に示す。次の工
程段階では、好ましくは硝酸と塩酸とリン酸を含
む酸混合物を用いて層１１を除去し、基板１とピ
ラミツド１３，１３′の表面を露出させる。第２
Ｄ図は、こうして得られた構造の一部分を透視図
として示したものである。第２Ｅ図の透視断面図
にも、バインダ例えば好ましくはエポキシ樹脂と
磁気粒子例えばγ−Fe₂O₃からなる層５を付着さ
せ、続いて硬化し、最後に層５とシリコン・ピラ
ミツドの表面が同一平面上になるまで研摩した後
の磁気デイスクの一部分が示してある。第２Ｅ図
の磁気デイスクは、シリコン・ピラミツドの数が
比較的少ない一方の極端な例を組み込んだもので
ある。次に第３Ａ図乃至第３Ｅ図を参照しなが
ら、もう一方の極端な場合について考察する。

第３Ａ図は、シリコン基板１にアルミニウム層
６を付着させ、その上に薄いシリコン層７を付着
した構造の一部分を示したものである。層６と７
の厚さの比に応じて、層７中のシリコン重量は、
アルミニウムとシリコンの合計重量の約1.2％に
達する。こうして得られた構造を400〜480℃の温
度に加熱し、焼きもどしする。このプロセス中に
シリコンが層７からアルミニウム層６中に拡散
し、アルミニウムとシリコンを含む層８を形成す
る。

この焼きもどしプロセスの始めに、シリコン基
板１との境界にあるアルミニウムはシリコンを含
まず、シリコン基板１のシリコンはアルミニウム
によつてしきりに溶かされて、多の活性中心１２
が得られる。焼きもどしの結果を第３Ｂ図に概略
断面図として示す。続いてこの構造を放置してゆ
つくりと（〜５℃／分）冷却させると、層８から
シリコンが活性中心１２にエピタキシヤル析出し
て、小さなシリコン・ピラミツド１３が形成す
る。（第３Ｃ図参照）シリコン・ピラミツド１３
の高さは活性中心の数と焼きもどし時間および冷
却時間の他に、層８中のシリコンの絶対量にも依
存する。最大可溶量（固体アルミニウム中での飽
和濃度）には、焼きもどし温度の如何にかかわら
ず、1.6％の上限があるので、利用できるシリコ
ンの量は、層６および７を塗布する厚さのみによ
つて左右され得る。

第３Ｄ図は、例えば上記の混合物を使つて層８
を除去した後の構造の一部分を概略透視図として
示したものである。続いて、バインダ、好ましく
はエポキシ樹脂と磁気粒子例えばγ−Fe₂O₃から
なる層５を、基板表面にスピン・コーテイングす
る。ピラミツドの斜面がなだらかであると、スピ
ン・コーテイング中の樹脂の流動に対する影響が
特に低いため、特に有利である。次に層５を硬化
させ、層５の表面がシリコン・ピラミツド１３の
表面と同一表面上になるまで研摩する。こうして
完成した磁気デイスクを第３Ｅ図に概略断面図と
して示す。

第２Ｅ図および第３Ｅ図において、シリコン・
ピラミツド１３は実際には基板１の一部分であ
る。耐摩耗性材料に対する固着の改善は実現でき
ない。ピラミツド１３の硬さは、かなりの大きさ
であり、必要な場合には、表面上のシリコンを
Si₃N₄に変換することによつて増加させることが
できる。第１Ｄ図にもとづく構造の場合と同様
に、シリコン基板は突起すなわち第２Ｅ図および
第３Ｅ図のシリコン・ピラミツド１３を除いては
平滑であり、したがつて磁気層に対する欠陥はな
いと期待される。

次に第４Ａ図乃至第４Ｆ図を参照しながら、本
発明にもとづく磁気デイスクの別の実施例につい
て考察する。これは上記の各実施例と極めて類似
しているが、上記の方法とはかなり異なる方法に
従つて作成される。

プロセスは、ホウ素ドーピング度の低いシリコ
ン基板１から始まる。シリコン基板１は、シリコ
ンデイスクとすることができ、また好ましくはア
ルミニウムまたは例えばアルミニウム・マグネシ
ウムなどのアルミニウム合金からなる基板に例え
ば陰極スパツタリングによつて付着したシリコン
層とすることもできる。シリコン基板１に、約
1μmの深さで１cm³当り10¹⁷個のヒ素原子というヒ
素ドーピングでブランケツト付着する。ドーピン
グは拡散法またはイオン注入法で実施することが
できる。こうして得られた構造を、わかりやすい
ようにするため一面だけをヒ素でドープしたもの
の一部を、第４Ａ図に概略断面図として示す。た
だし、ヒ素でドープした層には参照番号１７をつ
けてある。層１７の上に、絶縁材料層１８を塗布
する。これは好ましくはポリイミドにすると、ア
ルカリ性溶媒中でのエツチングの再現性が高いの
で有利である。層１８の厚さは、２〜3μmであ
る。

第４Ｂ図は、こうして得られた構造を示したも
のである。層１８にエネルギが５〜20MeVの高
エネルギの重イオン１９を衝突させる。こうして
層１８中に潜在トラツクが生成し、それに沿つて
エツチング速度が局部的に増大する。このエツチ
ング速度の局部的増大は、絶縁材の場合のみに現
われると思われる。これは、通常のイオン注入の
場合とは異なる。損傷機構である。その下のシリ
コンは損傷を受けない。将来の工程段階でシリコ
ン基板上に所期の突起密度を実現するため、
10⁵／cm²のオーダーのXe⁺イオンを層１８に衝突
させる。例えばマスクを設けるなど、層１８上で
トラツク２０の均一な分布を得るための手段は不
必要である。実際には、Xe⁺イオンビームを、層
１８の上で各領域が同じ時間だけイオンビームに
あたるような高さの所に導く。このプロセスによ
つて、層１８の上でトラツク２０の均一な分布が
実現される。第４Ｃ図は、照射後の構造を示した
ものである。

次の工程段階では、層１８のトラツク２０の範
囲を選択的にエツチする。層１８がポリイミドか
らなる場合、好ましくは１〜２モルのKOH溶液
を使つてエツチングを行う。このエツチングは再
現性が大きく、エツチング溶液の種類に応じて、
直径が0.5〜1μmの連結した溝が得られる。こう
して得られた構造を第４Ｄ図に示す。次に、溝２
１のある層１８を注入マスクとして使つて、ヒ素
でドープされた層１７に130KeVのエネルギで１
cm²当り約10¹⁶個のホウ素原子をブランケツト注入
する。注入後の構造を、第４Ｄ図に断面図として
示す。

イオン注入後、層１８を完全に除去する。続い
て、高温焼きもどしステツプによつて、ホウ素イ
オンが注入された場所でホウ素イオンの再分配に
よつてP⁺ドーピングの領域を生成する。アルミ
ニウムまたはアルミニウム−マグネシウムからな
る基板上にシリコン基板が付着された場合、これ
らの場合にはホウ素再分配のための高温焼きもど
しが起こらないため、20〜260KeVの範囲内で連
続的に変化するエネルギでホウ素注入が行われ
る。次にエチレンジアミン１０に対してピロカテ
コール１を含む熱溶液中でデイスク基板をエツチ
し、N⁺領域を完全に除去する。P⁺ドープ領域が
残つて、基板上に均一に分布する突起２３のマト
リツクスができる。湿式エツチングでは突起２３
が作用を受けて丸い斜面をもつようになり、その
ため完成磁気デイスク中でのその耐摩耗性が増大
し、その後のスピン・コーテイングの際に磁気粒
子を含む混合物の流動特性にとつて有利である。
好ましくはエポキシ樹脂とγ−Fe₂O₃からなる層
５をスピン・コーテイングによつて塗布し、それ
を硬化させ、その表面が突起２３の頂点と同一平
面上になるまで除去すると、磁気デイスクが完成
する。第４Ｆ図に、この磁気デイスクの一部分を
示す。

この最後に述べた方法は、基板を基板に付着さ
れた別の材料からなる薄いシリコン層として利用
でき、精密に高さが同じシリコン突起が生成する
ので高さの差を補償するための研削が不要であ
り、かつ全く複雑でないやり方で基板上にシリコ
ン突起２３の均一な分布が実現されるため、特に
有利である。第４Ｆ図に示した磁気デイスクは、
耐摩耗性材料、すなわち突起２３がシリコン基板
中にうまく固着され、かつその角が丸いためにス
タート／ストツプ時に磁気ヘツドがデイスク上を
引きずつて動くとき、磁気ヘツドの損傷が防止さ
れるので、極めて有利と考えられる。

次に、本発明によつて開示される方法の上記の
各実施例およびこうして製造される磁気デイスク
をもう一度５つの例を参照しながら詳しく提示す
る。

例 １ この例では、第１Ｄ図に示した磁気デイスクの
製造について説明する。シリコン・デイスクを表
面濃度が１cm³当りホウ素原子約10¹⁹個となるよう
にホウ素でドープする。続いて、シリコン・デイ
スクを厚さ約500nmのアルミニウム膜で蒸着す
る。蒸着後、シリコン・デイスクを350℃で約20
分間焼きもどし、アルミニウム・スパイクを約
1μmの高さに成長させる。アルミニウム膜とアル
ミニウム・スパイクを陰極酸化する。陰極酸化
は、五ホウ酸アンモニウムのエチレングリコール
溶液（エチレングリコール100mlにつき五ホウ酸
アンモニウム17g）からなる溶中で実施する。酸
化中、構造を５ボルトから20ボルトまで連続的に
上昇する正電位に接続して電圧を印加する。ビス
フエノールＡ−エピクロルヒドリンをベースとす
るエポキシ樹脂とγ−Fe₂O₃からなる混合物をス
ピン・コーテイングによつて基板に塗布する。続
いて、コーテイングを研摩し部分的に除去して酸
化アルミニウム・スパイクを露出させ少し研摩す
る。

磁気デイスク表面に均一に分布する酸化アルミ
ニウム・スパイクの密度は、100μm²につき１個
のオーダーであつた。こうして得られた磁気デイ
スクは、秀れた耐摩耗性を示し、長時間使用後も
磁気デイスク表面に粒子は見られなかつた。

例 ２ 次に第２Ｅ図の概略断面図として示した磁気デ
イスクの製造について説明する。配向方向が
（100）の単結晶性シリコン・デイスクに、シリコ
ンを約1.2重量％含むAlSi層を約1μmの厚さに蒸
着させた。続いて、これをアルゴン中で450℃で
１時間焼きもどし、10分間以内で冷却した。この
AlSi層を次に硝酸とフツ化水素酸とリン酸を含
む酸混合物でエツチ・オフした。アルミニウムを
エツチ・オフすると、比較的大きなシリコン・ピ
ラミツドが現われた。このピラミツドは高さ1μm
でなだらかな斜面を持つていた。シリコン・ピラ
ミツドを含む基板に、ビスフエノールＡ−エピク
ロルヒドリンをベースとするエポキシ樹脂とγ−
Fe₂O₃からなる混合物をスピン・コーテイングに
よつて塗布し、硬化させ、シリコン・ピラミツド
の上面が露出するまで研摩した。

こうして得られた磁気デイスクは、シリコン・
ピラミツドがデイスク基板上に均一に分布してい
た。長時間使用後も、シリコン粒子がデイスク表
面に見られなかつた。とはいえ、磁気デイスクの
耐摩耗性はなお不充分であつた。これはシリコ
ン・ピラミツドの数がなお不足し、スタート／ス
トツプ時に磁気ヘツドがシリコン・ピラミツドに
連続的に接触しないためだと思われる。

例 ３ この例では、第３Ｅ図に概略断面図として示し
た磁気デイスクの製造について説明する。

本例で使用した方法は、AlSi層ではなくてま
ず厚さ約0.85μmのアルミニウム層を、続いて厚
さ0.01μmのシリコン層を蒸着させる点のみが、
例２の方法と違つている。アルミニウム層とシリ
コン層を除去すると、シリコン基板上にエピタキ
シヤル成長した多数の小さなシリコン・ピラミツ
ドが現われる。この例にもとづいて製造した磁気
デイスクの場合、シリコン・ピラミツドの頂点が
露出するまで研摩すると、薄くなりすぎまたシリ
コン・ピラミツドの数が多すぎるため、得られた
デイスクはもはや仕様に合致しなかつた。しか
し、この場合もシリコン・ピラミツドはデイスク
基板上に均一に分布していた。

例 ４ この例の方法は、アルミニウムとシリコンの塗
布の仕方のみが前２例と異なつている。まず厚さ
0.4μmのアルミニウム層を、続いて厚さ0.01μmの
シリコン層を、最後に厚さ0.45μmのアルミニウ
ム層をシリコン基板に付着させた。この例で製造
した磁気デイスクは、あらゆる点で要件を充たし
ている。シリコン・ピラミツドの数は10⁵／cm²に
達し、ピラミツドは磁気デイスク基板上に均一に
分布し、ピラミツドの頂点が露出するまで研摩し
た後の磁気層の高さは正しい高さ（約1μm）であ
り、磁気デイスクの耐摩耗性は秀れており、長時
間使用した後も磁気デイスク表面にシリコン粒子
は見られなかつた。

例 ５ この例では、第４Ｆ図に概略断面図として示し
た磁気デイスクの製造について説明する。P^-ド
ープされたシリコン・デイスク基板を１cm³当り
10¹⁹原子（表面濃度）のヒ素ドーピングでブラン
ケツト付着させた。深さ1μmの所でのヒ素濃度は
１cm³当り約10¹⁷原子であつた。ドーピングはイオ
ン注入によつてブランケツトで実施した。ヒ素で
ドープされた層の表面の厚さ約2.5μmのポリイミ
ド層で被覆した。ポリイミド層にエネルギが約
10MeVのキヤノン・イオンを１cm²当り10⁵イオン
の量で衝突させた。続いてポリイミドを約２モル
のKoH溶液にさらし、直径約0.5〜1μmの連続溝
をエツチした。次に溝のついたポリイミド層を注
入マスクとして使つて、シリコン基板中にエネル
ギが約130KeVのホウ素イオンを１cm²当り10¹⁶原
子の量で注入した。次の工程段階では、約２モル
のKoH溶液でさらにエツチして、ポリイミド層
を完全に除去した。続いて900℃で焼きもどしを
行い、注入されたホウ素を再分配させた。次にシ
リコン・デイスク基板を熱エチレンジアミンピロ
カテコール溶液（エチレンジアミン10重量部に対
してピロカテコール１部）中でエツチして、ヒ素
でドープされた領域を完全に除去した。注入され
たホウ素の再分布で生成したP⁺領域は、斜面が
丸くなつた以外はエツチされないまま残り、シリ
コン・デイスク基板上に均一に分布した突起のマ
トリツクスとなつた。突起は高さ約1μmで、１cm²
当り突起約10⁵個の密度であつた。こうして形成
されたシリコン・デイスク基板に、ビスフエノー
ルＡ−エピクロルヒドリンをベースとするエポキ
シ樹脂とγ−Fe₂O₃の混合物をスピン・コーテイ
ングによつて塗布し、続いてこの層がシリコン突
起の上面と同一平面上になるまで研摩した。

こうして製造したデイスクは、すぐれた耐摩耗
性をもち完全に平滑な表面を備え、長時間使用後
も磁気デイスク表面にシリコン粒子が見られなか
つた。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及至第１Ｄ図は、本発明によつて開示
される方法の第１実施列にもとづく様々な製造段
階における、本発明にもとづく構造の第１実施例
の一部分の概略断面図、第２Ａ図乃至第２Ｅ図お
よび第３Ａ図乃至第３Ｅ図は、それぞれ本発明に
よつて開示される方法の第２および第３の実施例
にもとづく様々な製造段階における、本発明にも
とづく構造の第２の実施例の一部分の概略断面図
および透視図、第４Ａ図乃至第４Ｆ図は、本発明
によつて開示される方法の第４の実施例にもとづ
く様々な製造段階における、本発明にもとづく構
造の第３の実施例の一部分の概略断面図である。 １…基本、２…アルミニウム層、３…酸化アル
ミニウム・スパイク、４…酸化アルミニウム層、
５…バインダ、６…アルミニウム層、７…シリコ
ン層、１３…シリコン・ピラミツド、１８…絶縁
材料層、１９…重イオン、２０…トラツク、２３
…シリコン突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリコン基板と、該基板上に塗布され、バイ
   ンダ、磁気粒子、および耐摩耗性材料より成る磁
   気層とを有する磁気デイスクであつて、該耐摩耗
   性材料は該基板の表面から所定の均一な分布で突
   き出した複数の突起より成ることを特徴とする磁
   気デイスク。 ２ シリコン基板上にバインダ及び磁気粒子を含
   む層を付着して成る磁気デイスクの製造方法にお
   いて、 アルミニウムを主成分として含む層を焼きもど
   しによつて該基板の表面に設けた後、或いは該基
   板の表面をエツチ・オフによつて選択的にドープ
   した後、所定の均一な分布を示すように突起を生
   成し、 該バインダ及び磁気粒子を含む層を該基板上に
   付着し、 該付着した層の硬化後に該突起の頂点が露出す
   るように該層を研摩する、 ことを特徴とする磁気デイスクの製造方法。