JPH1186277A

JPH1186277A - 平・曲面体メモリおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1186277A
Application number: JP9248169A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Chiba; 克義千葉; Masaaki Futamoto; 正昭二本; Yoshihiro Shiroishi; 芳博城石; Minoru Chokai; 実鳥海; Ichisuke Yamanaka; 一助山中; Hideo Nakazawa; 秀夫中澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】２〜３２Ｇｂ、３２Ｇｂ／in2以上の高い記
録密度でも動作するＳＳＭメモリおよびこれを用いた半
導体メモリを提供する。【解決手段】球体または楕円体あるいは中空を有して
なる球体または楕円体の表面上または立体の曲面に少な
くともメモリとして情報記録可能な記録膜、または電子
回路素子が形成されてなる曲面体メモリと融合一体化し
て成る平面体メモリを具備した平・曲面体メモリ。【効果】平面・ＨＤＤ用と球体・ＳＳＭ用とを有する
システムにおいて、場における重力場（地球）でのＨＤ
Ｄ−ＳＳＭと、無重力場（宇宙）でのＳＳＭとの使いわ
けが可能なように設定する電子計算機用の記憶システム
の構築が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報記憶装置および
それらの製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在商業化されている磁気記録媒体は有
機バインダを使用した塗布型、すなわち、不連続媒体を
有するものが主である。この不連続媒体に用いられる磁
性粉は酸化物を使用し、この磁性体粒子を有機バインダ
で充填しているため不連続媒体として構成されている。
当然、磁化の値が小さくなり、出力を得ようとすると膜
厚が厚くなり高密度化には適さない。

【０００３】近年、磁気記録媒体の高密度化が著しく発
展し、連続薄膜媒体からなる保磁力の大きい媒体が必要
になった。この高密度磁気記録可能な連続薄膜媒体の成
膜法は化学的方法（ＣＶＤ：Chemical Vapour Depositi
on），プラズマ重合，物理的方法（ＰＶＤ：Phsical Va
pour Deposition ）等で行われているのが現状である。
すなわち、真空蒸着，スパッタリング，イオンプレーテ
ィング，イオンビーム蒸着，イオンアシステッドデポジ
ション等の手法で金属性薄膜、もしくは酸化物，窒化物
磁性薄膜が形成される。特に、磁性層が磁性合金の場
合、すぐれた特性を有し、成膜装置は高周波スパッタ
法，ＲＦ，ＤＣマグネトロン・スパッタ法，バイアスス
パッタリング法又はＲＦスパッタ法などが利用される。
このような方法で得られた高密度磁気ディスクは、高密
度記録のディスク・ファイルに使用することのできる簡
単な構造のヘッド・サスペンション装置(特公平6−9086
0号公報)として磁気ディスク記憶装置に使用されてい
る。

【０００４】このような高密度用磁気ディスクの磁性層
として、例えば特開昭59−88806 号公報ではCoPtCr（Ｃ
ｒ；１〜１７％）の一層膜が、また、米国特許4789598
号ではCoPtCr（Ｃｒ；１３〜２０％）の一層膜が、特開
平2−281414 号公報ではCoPtCr（Ｃｒ；１７％）とＣｒ
の多層膜が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では高線記録
密度，高トラック密度に適した磁気記録媒体の特性につ
いては十分考慮されていない。すなわち、従来技術では
ＩＥＥＥトランザクションズオン，マグネティクスＭ
ＡＧ−２２巻，５７９頁−５１８頁（１９８６）（IEE
E.Trans.on Magn.MAG−22，579−581（1986)）や米国特
許4735840号に記載のように成膜条件によっては円周方
向の磁気特性，記録再生特性が不均一になるという問題
があった。

【０００６】この不均一性を軽減するために従来はディ
スク基板の円周方向に沿って中心線平均面粗さで５ｎｍ
程度の凹凸（テクスチャ）を設けていた。ところが110K
BPI以上に高線記録密度で記録再生を行うには、ヘッド
媒体との距離(スペーシング)を０.１μｍ程度以下につ
めることが必要とされ、このためには基板を極力平滑に
する必要がある。しかしテクスチャ処理を施すと基板平
面が粗れてしまうので、ヘッド媒体間のスペーシングを
安定して０.１μｍ程度以下に狭くすることができな
い。

【０００７】すなわち、テクスチャ処理を施した基板で
はサーボ信号の品質が悪く、正確な位置決めができなく
なり５ＫＴＰＩ以上の高トラック密度化が困難であっ
た。このためテクスチャを小さくする、もしくはテクス
チャをなくせば、これらの問題を回避できるが、前述の
ように円周方向が不均一性が一般に極めて大きくなり、
高い周方向の配向性，Ｓ／Ｎを有し、高密度化に適した
磁気ディスクを安定して供給することが困難であるとい
う問題があった。

【０００８】これは、従来の薄膜媒体製造法によるテク
スチャを施さない平滑な基板上では、磁気ディスクの周
方向の異方性を具備させることが困難であることによ
る。なお、現行の高密度化技術は日経エレクトロニクス
１９９１，９，３０（Ｎo.537)日本応用磁気学会誌，Ｖ
ol.１７，Ｎo.５，１９９３の「面内薄膜磁気ディスクに
おける高密度化」および微小光学研究会（ハード磁気デ
ィスクの進展と将来），第５２回，１９９４，７として
詳細に記述されている。

【０００９】そこで、他の高密度化技術として特公平5
−61685号公報に、テクスチャを用いることなく表面粗
さを制御する方法が記載されている。この方法は基板上
に一時的に液体金属膜の下層を付着させるものである。
すなわち、一時的な液体金属の球状核（マクロ的）を形
成して、その上に磁性層の成膜を得るものである。

【００１０】また、固有のテクスチャを有しかつ固体潤
滑バリウムフェライト（ＢａＭ）を有する耐腐食性，耐
摩耗性にすぐれた特性からヘッドおよび媒体の表面潤滑
および保護膜等を不必要とする媒体（特開平7−44853号
公報）も現われた。

【００１１】本発明の目的は、システム（メモリ）が宇
宙・飛行（衛星・通信システム）でも可かつ高信頼化と
高密度化とを得るために、同一装置内にメモリの構成を
異にすること、また、構成微粒子が均一であり、且つそ
の構成微粒子の配向性も良好な薄膜が安定して得られる
成膜方法および装置、さらには、ナノメートル(nm)技術
における磁気ヘッドと磁気メモリ間の吸着防止等さらに
は近接および接触可能で駆動するのに有効な記録媒体製
造技術、特に、球体メモリおよび球体スピンメモリ(Sph
ere−spin Memory；以下ＳＳＭと略記する）およびヘッ
ドを具備したＳＳＭ装置と現在のコンピュ−タ用磁気メ
モリの主力であるＨＤＤ（Hard Disk Drive）との融合
（一体化）、さらに有効な複重ＨＤＤ−ＳＳＭ装置及び
場における重力場（地球）でのＨＤＤ−ＳＳＭと、無重
力場（宇宙）でのＳＳＭとの使いわけが可能なように設
定する記憶システムを提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、200KBPI，10KTPIか
ら800KBPI，40KTPIすなわち、２Ｇｂ／in2から３２Ｇｂ
／in2あるいはそれ以上の高密度記録に好適な極めて平
滑な面(中心線平均面粗さが２ｎｍ以下)を持つ基材上
に、磁気異方性が均一で且つ低ノイズの磁性薄膜が安定
して得られる薄膜磁気記録媒体の製造方法および装置お
よび、本システムをその他の目的に転用できる新メモノ
等を提供することにある。すなわち磁性メモリ，光パタ
ーンメモリ，半導体メモリ等の平面すなわち平板メモリ
（πｒ2 メモリ）から球体メモリ（４πｒ2 メモリ）つ
まりπｒ2から４πｒ2へ転用可能で、現行の４倍の記憶
容量を有するものの活用である。特に、高密度化と共に
小型化すなわち１インチ以下になるにつれて球体メモリ
は４倍の表面積を有することからメモリおよび高信頼化
として有効である。

【００１３】さらに、高密度化のための狭トラック幅に
適応するように低電流で駆動する高出力信号を得るため
のバイアス磁界を発生させるために高保持力磁性材を利
用した磁気抵抗変換型ＭＲヘッド（特開平7−44827号公
報）も現われた。

【００１４】本発明の他の目的は、２Ｇｂから３２Ｇｂ
／in2 あるいはそれ以上の高密度記録が可能なヘッドと
薄膜磁気記録媒体との接触可能な立体曲面、のぞましく
は球体スピンメモリＳＳＭ（sphere−spin Memory ）と
ＨＤＤ（Hard Disk Drive）の融合化（一体化）および
それを用いた磁気記憶装置を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、高密度磁気記録時に
おける媒体ノイズが低く、ピーク・ジッタ及び媒体の信
号対雑音比（ＳＮＲ）が高く、ビット誤り率の少ない媒
体および本媒体を用いた磁気記録装置、ならびに、半導
体の成膜およびメモリ、製造および処理さらにはより有
効なエネルギの注入等によるメモリおよび球体・球上メ
モリすなわち立体曲面メモリを提供することにある。

【００１６】本発明の成膜システムを、種々の他の目
的、例えば半導体装置やその製造技術，自動車部品等や
その製造技術に転用することも本発明の重要な目的の一
つである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は図１，図
２，図５，図７，図９，図１０，図１１，図１２，図１
３，図１４，図１５，図１６に示すように、立体曲面を
有する特に、球体スピンメモリ（sphere−spin Memory
）システムおよび成膜装置のシステム、特に波動成膜
装置さらには波動ＣＶＤ成膜装置のシステムを音波のぞ
ましくは音波と電磁波との重畳すなわち波動エネルギ制
御によるエネルギを印加することによりＳＳＭまたは他
の外形すなわち平面（平板）等を有する種々のメモリを
得ることを特徴とする。

【００１８】よりのぞましい方法は本発明（システム）
の処理すなわち波動エネルギ，波動ＣＶＤエネルギを表
面に与えてミクロ的な核（エネルギ）を形成させてから
成膜する。

【００１９】上記目的を達成するため、本発明は磁気ヘ
ッドの安定低浮上が可能な、表面の中心線平均面粗さが
２ｎｍ以下と平滑な非磁性基体を用い、前記基体上に薄
膜形成するプラズマ状，蒸気状の粒子、すなわち、スパ
ッタ蒸発法，蒸着法もしくはイオンビームスパッタ法等
による粒子に、外部から有効なエネルギを与え得る音
波，超音波の粗密波、のぞましくは制御された縦波，横
波を発生せしめる設備を有する薄膜形成装置を用い、エ
ネルギ制御による音波，超音波モード，音波と超音波の
重畳モード，干渉波を利用して蒸発，スパッタ，プラズ
マ化された粒子を、イオン音波法（参照；核融合研究，
第６７巻第６号,１９９２年６月,Ｐ５３０〜）により有
効に制御しかつ励起，高エネルギ化して、薄膜を形成す
ることによって達成される。

【００２０】そこで、たとえば平板や立体曲面上の成膜
を取り扱う表面，界面での有効な手段は本発明の波動シ
ステムで用いる、特に、波動ＣＶＤ，波動ＰＶＤ，波動
プラズマ及び重合すなわち波動エネルギを電磁波に重畳
印加し工学的に利用することである。すなわち、表面で
の核の形成から成膜さらには新メモリを得るには都合の
よい手段である。

【００２１】ここで、プラズマ状態、すなわち、放電中
に起る光子（フォトン）や音量子（フォノン）さらには
電子，原子，分子，イオン等の量子的ゆらぎをより有効
化するために本発明の新規な現象、波動ＣＶＤ，波動Ｐ
ＶＤ，波動プラズマに、特に球面波（音波素子の形状効
果）および平面波による波動エネルギを与えることによ
って種々の有効な成膜およびメモリおよび処理を得るこ
とができる。

【００２２】つまり、本発明の波動エネルギのぞましく
は波動ＣＶＤエネルギ，波動ＰＶＤエネルギ，波動プラ
ズマエネルギを印加した電磁相互作用によって、確率論
的に種々の成膜条件を決定する核の形成および成長およ
びエネルギのレベル化が制御でき、かつ、粒子の特定エ
ネルギを有効化した成膜および新メモリを得るものであ
る。

【００２３】本発明は、真空容器（槽）内で、スパッタ
蒸発粒子などのプラズマ状の粒子を、直接種々の波動，
振動可変の音波，粗密波など超音波、のぞましくは縦波
と横波との干渉波，形状効果による球面波等のエネルギ
を与えて励起せしめることで所望の特性の薄膜情報記録
体を形成するものである。音波の波動モードと電磁波さ
らにはＣＶＤ用ガスとを制御することにより特に優れた
特性が得られる。これは、球体等の曲面体表面上での薄
膜成長においては、粒子のエネルギ状態および挙動が極
めて重要な役割を果たすからである。

【００２４】すなわち、音波の波動モードを有する音
波，超音波の波動の電磁波を重畳することによって、粒
子を励起し、相互作用を強めることで通常の製法では準
安定で存在しにくい原子，イオンの結合状態を実現し、
下地層ないし磁性層の配向性と共に、分散性，組成偏析
を制御し、偏析状態が制御され、磁性粒子の大きさも均
一化された、高出力かつ低ノイズ、さらに周方向の磁気
特性の変動が５％以下と均一な立体曲面を有する高密度
記録に適した媒体を提供できる。

【００２５】特に媒体表面の中心線平均面粗さＲａが
２.５ｎｍ以下の基体に対して本発明を適用することに
より、ヘッドの走行方向（球体の場合は曲面の周方向）
の磁気特性の変動を５％と均一にできるので特に好まし
い。本発明の実施により得られる記録媒体を用いること
で、磁気ヘッドの浮上量も０.０５μｍ以下にでき、磁
気抵抗効果型ヘッドと組み合わせることで立体曲面に２
Ｇｂから３２Ｇｂ／in2またはそれ以上の高密度装置が
提供できる。

【００２６】基体の面粗さが０.１ｎｍ以上，２ｎｍ以
下のときに本効果は顕著である。また、さらに磁性層上
に、その中心線平均面粗さが基体の値よりも大きくなる
ように保護層をエネルギ処理することにより、コンタク
トスタートアンドストップ（ＣＳＳ）時の粘着，接線力
の増大等をより効果的に防止できるので特に好ましい。

【００２７】さらに、成膜時に−４００Ｖ程度のバイア
スを印加し、１０Ｗ／cm2 以上で成膜する高配向プロセ
スと音波に（２から７Ｗの電磁波）を重畳する波動エネ
ルギを同時に行うことにより、ＳＳＭ上に製膜する磁性
膜の保磁力，角形比等の電磁気特性や均一性をさらに向
上させることもできる。

【００２８】さらに本発明において、プラズマ状、すな
わち、スパッタ蒸発された粒子に音波，超音波に波動エ
ネルギを印加する際にさらに磁場を印加し、種々の磁気
異方性を得ることもできる。また非磁性基体は、ＮｉＰ
等をメッキしたＡｌ合金基体，Ｔｉ基体，ガラス，シリ
コン，ＳｉＣ，Ｃ結晶化ガラス又はセラミック基体、特
にＳｉ3Ｎ4のように少なくとも表面が高強度で、飛来す
る粒子の捕獲性が高く、配向，偏析制御用の波動エネル
ギを有効に吸収する材質からなるものが好ましい。

【００２９】本方法によれば配向性，異方性，組織が制
御できるので磁気ヘッド用材料、例えばＭＲ再生素子用
パーマロイ薄膜や記録用のアモルファス磁性体などにも
適用することができる。なお本装置は半導体製造装置，
自動車等の各種部品製造装置として使用可能である。

【００３０】セラミック，Ｓｉ3Ｎ4，結晶化ガラス，強
化ガラス，カーボン，Ｓｉ，ヒスイ，ＳｉＯ2 ，サフ
ァイヤ，ＳｉＣ，Ｔｉ，タングステン，タングステン・
モリブデン，ダイヤモンドなどいずれも立体曲面からな
る基体や、アルミニウム合金にＮｉＰをメッキした基体
に少なくともＮｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ（異方性），CrTi等
の下地層を一層介して、もしくは、直接、CoCrPt，CoCr
Ta，CoNiCr，CoNiPt等の磁性層を少なくとも一層形成す
る際に、物理蒸発された種々の粒子に音波，超音波に、
さらに電磁波を重畳した波動エネルギを空間内から印加
することにより、結晶粒がより微細化すると共に分散性
が高まり、結晶粒径偏析状態がさらに均一化するため低
ノイズ化に適した膜構造となる。

【００３１】磁性層を膜厚０.５以上，１０ｎｍ以下の
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，ＣrＴi，ＣｒＳｉ，Ｎｂ，Ｃ，Ｂ，Ｔ
ａ，Ｖ等の非磁性層で少なくとも二層に分離すると著し
くノイズが低減できるので特に好ましい。さらに、通常
の蒸着法，スパッタリング法によって薄膜を形成した場
合に、基体の面粗さの分布，基体温度の分布や斜め入射
成分の粒子の成長等により、特に、基体の中心線平均面
粗さＲａが２ｎｍ以下と小さい場合には球体の曲面周方
向の磁気特性は大きく変動してしまうが、本方法により
音波，超音波の波動エネルギと印加する電磁波的な波動
エネルギの重畳とも有効化することで外乱による分布の
乱れを抑制でき、さらに通常の成膜法によるエネルギ状
態では存在しない物理蒸発粒子群，波動プラズマ重合法
等の結合状態も存在するようになり、配向性が容易に制
御でき、特性の均一化を図ることが可能となる。

【００３２】Ｒａが０.１ｎｍよりも小さい場合には条
件の設定，処理がさらに重要である。なお波動の状態
は、縦波，横波および干渉波モードの三つに大きく分け
ることができる。これらのモードは周知であるので特に
説明は省略する（参照；超音波スペクトロスコピ，和田
・生嶋共編）。特に本発明に有効な干渉波モードは、音
波，超音波の縦波，横波など異なる波動の干渉から得ら
れるものである。

【００３３】さらに音波，超音波はどのようなモードで
波動させ、かつ、その波動ＣＶＤ，波動ＰＶＤ，波動プ
ラズマに電磁波を重畳させてもよい。また、薄膜形成時
における重畳効果は物理蒸発時に、電磁波および印加さ
れる音波，超音波の周波数，位相及び振幅が等しく、か
つ周波数が基体の振動(厳密には磁性膜を含めたもの)の
整数倍に一致する場合に顕著であるが異なっていてもよ
い。例えば、直径1.0インチのＳｉ3Ｎ4の基体（球体）
とするときは、約３８ｋＨｚまたはその整数倍の周波数
で空間内に波動させればよい。同様に、例えば１／３イ
ンチ、球体の場合には約７６ｋＨｚが望ましい。また、
成膜中に球体を回転させるとより効果がある。ここでは
困難な球体（曲面体）についての製膜を中心にのべた
が、平板（基板）についても設定条件を選べば良い。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の立体曲面を有す
るSSM装置と円板（ディスク）３を有するＨＤＤとの融
合一体化の断面図であり、このＨＤＤ−ＳＳＭにヘッド
２００を具備し、かつ制御駆動４２０、４２１すること
を特徴とするＨＤＤ−ＳＳＭシステム１５００である。

【００３５】なお、予め円板および球体上の位置を示す
ためのアドレス情報やトラッキング信号等のプリフォー
マット領域及びデータ記録領域とは周知であるフォーマ
ットを円板と球体上に用したものである。

【００３６】図２は、図１に示すＨＤＤ−ＳＳＭ装置を
より安定化した高密度化と高信頼化とを有した駆動する
ＨＤＤ−ＳＳＭ装置としたものの概略断面図である。同
時にヘッドの構成を対にしたもので、よりヘッドとメモ
リ体との接触を安定に動作するようにした高密度・高信
頼化に適したものである。

【００３７】なお、このＨＤＤ−ＳＳＭシステムにおい
て、メモリ体におけるヘッドの単一，複数および対の浮
動も接触駆動も可能である。さらに球体３００と誘導回
転駆動体600 は連結軸７００によって共に固定され、か
つ軸受８００を介して回転する。また、この回転駆動は
電磁誘導体６００′の制御回路部４００によって駆動さ
れる。同様に、ヘッド部の制御４２０，４２１もこの制
御回路部４００から同期をとりながら調整される。

【００３８】また、本発明の平・球体メモリ図１，図２
と現行の円板メモリ図３，図４との関係、その実施例を
それぞれに示したように、従来は円板３上に浮動型ヘッ
ド２００がおさめられている。ここで、図４に示す複数
の円板３にも同様のことが言えることは周知である。つ
まり共に高密度化には困難な技術的要素(すなわち、表
面積πｒ2，高密度化のための浮動および接触化）が見
られる。

【００３９】その具体例を図５（ａ），（ｂ）の本発明
および図６の現行法をしめす。すなわち、本発明の球体
３００は高密度（４πｒ2)と球の特性から信頼性が高く
小型メモリとしては有望である。特に、接触動作には利
点があり、図５（ａ）は球体メモリ３３３上で動作する
ヘッド２００が平面のぞましくは曲面を有し、より望ま
しいものは図５（ｂ）に示す多列ＭＲヘッドを具備して
なる三ケ月型の曲面ヘッドで動作するようになってい
る。

【００４０】つまり、図６に示す現行型の浮動タイプに
見られない特徴を有するものである。すなわち、ＳＳＭ
システムは、無重力場（宇宙）での有効性を得るために
図６の現行法におけるヘッドと媒体表面間のスペースｈ
を限りなく０（ゼロ）に近づけることができ、かつその
動作が接触駆動まで可能になることである。

【００４１】よって、球体スピンメモリ（ＳＳＭ）と現
行の円板型回転メモリとでは、特に、小型になるにつれ
て表面積がメモリとして重要な要因となり、本発明ＨＤ
Ｄ−ＳＳＭシステムの球体メモリ（ＳＳＭ）側は宇宙用
の小型化に有利で、よりすぐれた球体表面を有効化した
メモリを提供する。

【００４２】そこで、図７はこの発明ＳＳＭを得る一般
的な蒸着法やプラズマ方式による製膜構造の一部断面図
を示したものである。すなわち、球体（Ｓｉ3Ｎ4）３０
０の面をプラズマ処理３０１した後Ｃｒ合金膜５１さら
にＣｏ合金膜５２をつけ、さらに特殊なプラズマ処理法
３０２でＮｉＦ５３膜を形成した。このＮｉＦ膜５３は
耐久性にすぐれかつ潤滑膜として接触にも耐える球体メ
モリ３３３を提供した。

【００４３】さらには、耐久性にすぐれた球体セラミッ
クに直接磁性メモリ３３３と固体潤滑とを兼用する有効
なＢａＭ５５を本装置を用いてスパッタすることによっ
てより接触に耐えるヘッド−メモリの接触駆動型も可能
である。また、必要に応じて処理３０３をする。

【００４４】なお、このＢａＭメモリ３３３は耐久性，
固体潤滑性にもすぐれていることは特開平7−44853号公
報に示されるように周知である。

【００４５】また、図８は現行の円板型メモリの膜構造
の一部断面図を示したもので、本発明に用いるＨＤＤ−
ＳＳＭシステムの円板と立体曲面を有する球体型メモリ
の膜構造を示したものである。

【００４６】すなわち、一般的な製膜方法として基体
（平板）３上に格子定数の関係からまずＣｒ合金５１を
スパッタし、さらにＣｏ合金膜５２を成長させ、その上
に保護膜としてＣ５３′および潤滑を有するＦ系(特公
平6−90787号)の有機薄膜５４′を形成するものであ
る。

【００４７】ここで、図１３は、このＳＳＭの製膜媒体
およびメモリを得る一般的なプラズマ方式の製膜（メモ
リ）装置５００の概略図を示したものである。すなわ
ち、真空容器１内に設けられた電極に高周波発生機１０
０より増幅器９０をへて駆動される。なお、Ｓは回転軸
２に取り付けられた円板または立体曲面を有する基体の
ぞましくは球体で、Ｔはターゲットである。

【００４８】同様に、図１２の蒸着装置５５０でもＨＤ
Ｄ−ＳＳＭ用の製膜が可能である。すなわち、真空容器
１外にＤ.Ｃ，Ａ.Ｃ発生機と制御器（Ａ)，(Ｂ）を有
し、これらから抵抗加熱等により材料の蒸発源Ｖ1，Ｖ2
を加熱し、回転する基体Ｓ上に製膜させる。

【００４９】次に、この発明のより具体的な実施例を示
す。

【００５０】図１４に本発明のＨＤＤ−ＳＳＭ用メモリ
の製造装置の実施例の断面図を示す。本実施例では対の
波動駆動体４ａ，４ｂが設置されており、音波，超音波
の周波数を共に一致せしめてもよいし、僅かにずらして
音波，超音波の干渉波モードを発生せしめてもよい。さ
らに、有効なガス１５５とＲＦ電源１５０すなわちＣＶ
Ｄ法および磁場発生機５ａ，５ｂとターゲット材６０を
スパッタさせるための他のプラズマ用電源１００，１０
１すなわちＰＶＤ法，プラズマ重合法が設置され、か
つ、その音波，超音波に重畳させて、円板または球体３
００上により有効な製膜３３３を得る。

【００５１】ここで、いずれの方法でも磁性面の円板や
球表面は平滑であった。また、音波，超音波、さらに、
波動と同時に磁石からの磁界を作用させることにより両
者のそれぞれの相互作用より基体上の金属磁性粒子の磁
気異方性の向きをのぞましい方向にさらに整列させるこ
ともできるので特にのぞましい。

【００５２】また、装置の仕様から要求される記録再生
特性の仕様に応じ、波動に重畳する場合に、モードを使
い分けることが望ましい。すなわち、再生出力が特に要
求される場合には、曲面周方向の配向性に優れたより完
全性の高い結晶が成長される同相モード（縦波または横
波）、特に著しい低ノイズ性が要求される場合には偏析
状態を促進し、均一で微細な結晶粒を成長させることが
できる干渉波モード、両者の平均的特性が要求される場
合には干渉波モードの一方を０.００１〜２０ｋＨｚの
音波、他方を２５〜５００ｋＨｚ超音波とする複重畳波
動とすることがのぞましい。また、特にすぐれた音波素
子の形状効果による基板に対して平面波や球面波も使わ
れる。

【００５３】このように本発明による媒体は、基体の中
心線平均面粗さを２ｎｍ以下としても配向性，組織を制
御できるため磁気特性の均一性に優れ、低ノイズとする
ことができる。特にこのように平滑な表面上に磁性層を
形成するとＳＳＭの場合、ＳＳＭからの信号が、曲面上
のトラック幅の１／１０程度の単位（０.５μｍ以下）
で評価しても充分均一であり、サーボ信号の品質が改善
されるので特に好ましい。なお、磁性体と固体潤滑とを
共有し、かつ耐久性にすぐれたＢａＭを使用した膜で
は、本発明の球体スピンメモリ（ＳＳＭ）としてより好
ましい。すなわち、ヘッド−メモリ接触の高密度・高信
頼化のＳＳＭ装置が可能である。よって、本発明ＨＤＤ
−ＳＳＭシステムは場における重力場（地球）で動作す
るＨＤＤ−ＳＳＭと、無重力場（宇宙）でのＳＳＭとの
使い分けができる。

【００５４】基体はテクスチャ処理を施してあってもな
くても良いが、テクスチャ処理が施してない方がサーボ
信号の品質が高いのでより好ましく、本発明の効果がよ
り顕著に発揮される。

【００５５】本発明による媒体は低ノイズで、特性の均
一性に優れるため、特に再生感度の高い磁気抵抗効果型
ヘッドと組み合わせることで、10KTPI，200KBPI から40
KTPI，800KBPI すなわち、２Ｇｂ／in2から３２Ｇｂ／i
n2の高密度で高いＳ／Ｎが実現でき、また２Ｇｂ〜３２
Ｇｂ／in2 の高密度ＳＳＭ装置を提供できる。また、さ
らにヘッド−メモリ接触可能であることから設計条件を
考慮すれば３２Ｇｂ／in2 以上の高密度・高信頼化のＳ
ＳＭシステムも可能である。

【００５６】ここで、磁性面の表面に、その平均面粗さ
（Ｒａ）が基体の値よりも大きくなるような波動エネル
ギを注入（表面処理）した耐久性・潤滑性にすぐれた保
護膜ＮｉＦを設けることで、ＣＳＳ時の粘着力，接線力
の増大をさらに抑制でき、かつ、ヘッド−媒体接触駆動
にも強く、また信頼性も格段に改善できる。これは、面
粗さやＮｉＦ膜の物質固有の特性と波動エネルギ注入よ
り有効な接触面を得ることで空気中の水分等がヘッドと
媒体間で凝集するのを防げるためである。

【００５７】本発明による媒体は、保護膜を、一且設け
た後、マスクを用いて数％程度の面積でｎｍからμｍの
凸起部に波動エネルギを注入したり、保護膜形成中に異
相の核形成をさせることなどによっても得られる。面粗
さとしては、最大突起高さＲｐの値で２０ｎｍ以下、よ
りのぞましくは１５ｎｍ以下とすることで、見かけのヘ
ッド媒体間スペーシングを低減でき、１２Ｇｂ／in2 の
高記録密度化を達成できる。

【００５８】（実施例１）図７は本発明の一実施例ＨＤ
Ｄ−ＳＳＭシステムのＳＳＭ側の断面図を示す。３００
は立体曲面を有するＳｉ3Ｎ4，ガラス，カーボン，Ｓ
ｉ，ＳｉＯ2 ，サファイヤ，Ｔｉ，ＳｉＣ，ＮｉＰ
メッキＡｌ合金，セラミック，タングステン，タングス
テン・モリブデン，ダイヤモンド等の非磁性基体であ
る。５１はＣｒ，Ｍｏ，Ｗ（異方性），ＣｒＴｉ，Ｎ
ｂ，Ｃｒ−Ｗ，Ｃｒ−Ｍｏ，ＣｒＳｉ等の非磁性下地
層、５２は CoCrTa，CoCrPt，CoNiPt，CoNiCr等の単層
もしくは非磁性中間層を介する多層磁性層、５３はＮｉ
Ｆ，Ｂ，Ｃ，ｉ−Ｃ，Ｂ4Ｃ，ＺｒＯ2，ＳｉＯ2，Ａｌ
2Ｏ3等の保護層またはＭｏＳ2，ＷＳ2等の固体潤滑を有
する保護層である。なお保護膜表面に波動エネルギ注入
またはその表面に極性，吸着性，反応性等の末端基を有
するパーフルオロアルキルポリエーテル，特公平6−907
87号等の有機潤滑剤またはＣ60系すなわち、Ｃ50，Ｃ6
0，Ｃ70，Ｃ76，Ｃ84等の特殊潤滑剤等５４が形成され
ていてもよい。これらは、ヘッドと媒体との関係から選
ばれる。なお、球体３００上に処理をして直接磁性膜と
潤滑膜とを併用する耐久性にすぐれたBaM333（特開平7
−44853号）を設けても良い。

【００５９】本ＳＳＭの形成方法についてさらに詳しく
述べる。図１４の装置において、スパッタ装置の真空箱
１内にセラミック，テフロンを被覆したタングステン等
の材料からなる回転支持台２が配置される。この支持台
２の上に０.７インチのＳｉ3Ｎ4の基体３００が取り付
けられ、この非磁性基体３００に物理蒸発(PVD）および
ＣＶＤされた粒子が音波，超音波の波動エネルギを伴っ
て伝わるように波動駆動体４ａ，４ｂが設置される。基
体の表面粗さＲａは２ｎｍであり、成膜時に基板温度を
２５０℃とした。また、磁場を印加するための磁石５
ａ，５ｂ（電磁石もしくは永久磁石）は目的に応じて音
波と重畳して製膜した。

【００６０】なお、図１４の波動駆動体（傾斜角θａ，
θｂに対する波動駆動体をそれぞれ１０ａ，１０ｂおよ
び波動１１１を示す）４ａ，４ｂは円環状である。ま
た、本実施例においては、一方を０.００１〜２０ｋＨ
ｚの音波，他方を２５〜５００ｋＨｚの超音波（いずれ
も３〜７Ｗ）とする重畳モードとしたが、当然その可変
モードも有効である。ここでのプラズマ中に印加する波
動エネルギは、目的に応じて２Ｗ〜３７Ｗまで可変でき
るもので、当然、音波，超音波に加重する複重畳にな
る。

【００６１】さらに、装置内の蒸発源は、ＣｒＳｉ，Ｎ
ｂ，Ｃｒ−Ｗ，Ｃｒ−Ｍｏ，Ｃｒ，ＣｒＴｉ，Ｍｏ，Ｗ
等の非磁性下地層もしくは中間層用ターゲット、FeCoNi
Cr，CoCrTa，CoCrPt，CoNiCr等の磁性材ターゲット；
Ｃ，Ｂ，Ｂ4Ｃ，Ｗ等の保護膜用ターゲットが設置され
ている（図では磁性ターゲット６０のみを示す）。

【００６２】本装置を用い、１.０″φ，Ｒａ１.２ｎｍ
のカーボン基体上に、各波動モードでＣｒ下地層をＡｒ
ガス圧３ｍTorr，１５Ｗ／cm2 で４０ｎｍ，CoCr0.16Pt
0.4磁性層を３５ｎｍ，Ｃ保護層を２０ｎｍ，ＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法に７Ｗの波動エネルギを重畳
して形成し、真空層からＳＳＭを取り出して最後に吸着
性の極性基を有するパーフルオロアルキルポリエーテル
を３ｎｍを形成した。各ＳＳＭを、ギャップ長０.１３
μｍ，トラック幅２.５μｍの薄膜ヘッドを記録部と
し、パーマロイを磁極とする磁気抵抗効果素子を再生部
とする記録再生分離型ヘッドで、浮上量０.０５２μｍ
で２.５Ｇｂ／in2 の条件で記録再生した時の特性を表
１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】すなわち、スパッタ蒸発時の粒子への波動
エネルギを伴う本発明ＨＤＤ−ＳＳＭシステム用のＳＳ
Ｍ製造方法はいずれもＳ／Ｎが高く、出力変動も３.５
％以下と小さいことが分かる。基体が球体であること
から球面波の適合に最も高いＳ／Ｎが得られるが、いず
れもＳ／Ｎは５以上であり、２.５Ｇｂ／in2と高い曲面
上での面記録密度でＳＳＭ装置が８−７変換，ＰＲＭＬ
を用い１０~9のエラーレートで動作した。

【００６５】なお、カーボン保護層をマスクを用いて３
ｎｍエッチングし、１００μｍφの凸起部を面積比で５
％設けたものは、媒体表面のＲａが２.２ｎｍであり、
特にコンタクトスタートアンドストップ（ＣＳＳ）１０
ｋ回後の接線力がほとんど認められなかった。

【００６６】（実施例２）基体１.２″φ の強化ガラス
を用い、非磁性保護層を−４００Ｖのバイアスを印加し
て成膜した平均膜厚２２ｎｍの（ＷＮｂ)0.5(Ｎ)0.5
とした以外は実施例１と同じ条件でＳＳＭを形成した。
保護層成膜時も波動を印加させることで、高さ５ｎｍの
主成分ＮｂＮの凸起が成長し、ＳＳＭの面粗さはＲｐで
１１ｎｍとなった。本ＳＳＭのＡ〜ＣおよびＱと比較例
Ｄのディスクの１０ｋ回後のＣＳＳ後の接線力を比べた
ところ、Ｄでは接線力が２.７ｇ増加したのに対し、本
実施例Ａ〜ＣおよびＱでは接線力の増大は全く認められ
ず、極めて良好な耐摺動性を示した。曲面上の磁気特
性，記録再生特性についても実施例と同様の良好な特性
を示した。

【００６７】（実施例３）基体をポリイミド，ＰＥＴ，
エポキシ−フェノール系または電顕用ＲＥＳＩＮ等の
１.２″φ 有機体とした以外は実施例１と同じ条件で作
成したＳＳＭの媒体は、縦波，横波，干渉波のいずれの
波動モードで形成した場合も表１と同様の優れた特性が
得られた。

【００６８】（実施例４）基体の両側にターゲットを有
するＤＣマグネトロン・スパッタリング装置を用い、面
粗さＲａが０.１，０.２，０.６，１，１.５，２，３，
５，７，１０ｎｍの外径５／１６″(≒０.３″），Ｓｉ
3Ｎ4基体（球体）に、基板温度３００℃，Ａｒガス圧１
ｍTorr，投入電力密度１０Ｗ／cm2 及び印加する波動エ
ネルギを５Ｗで膜厚１００ｎｍのＣｒ0.9Ｔｉ0.1合金非
磁性下地層，膜厚３０ｎｍのCo0.82Cr0.14Pt0.04磁性
層，膜厚２０ｎｍの（W0.8−Mo0.2)0.3C0.7 保護膜を
それぞれの波動駆動体(７５ｋＨｚ，１０Ｗ)より縦波モ
ードに複重畳して逐次形成した。最後に、本発明の図１
４に示す装置でフッ素系のガス１５５を波動ＣＶＤおよ
び波動プラズマ重合法で５ｎｍの薄膜形成してＳＳＭと
した。

【００６９】また、実施例１と同条件で評価した場合の
出力変動（％）と面粗さＲａ(ｎｍ)との関係も重畳する
波動エネルギのない比較例に比べていずれの中心線平均
面粗さでも０.７％以下の出力変動が得られている。本
効果は、特にＲａが２ｎｍ以下の時に顕著である。

【００７０】（実施例５）実施例１と同様により有効な
ＳＳＭ連続薄膜媒体を得る他の方法として、図１５には
本発明の別のスパッタリング方法による成膜装置ならび
に成膜方法の概略図を示す。すなわち、Ａｒイオンを放
電によりプラズマ化し、ターゲット６０のスパッタリン
グを行うが、前述の通りターゲットからのスパッタリン
グ原子，分子，イオン等の粒子に音波，超音波の波動エ
ネルギ、さらに、有効なガス155と補助ＲＦ電源１５０
とを与えることでエネルギ励起，均一化，高配向化させ
ながら基体に付着させるものである。

【００７１】ここで、ターゲット材６０はFeCoNiCrや、
コバルト基合金からなるものを用いることができる。強
磁性金属薄膜層を記録層とする磁気記録媒体は、配向性
が高く磁気特性に優れたものを得るため、強磁性材の入
射方向を基体に対して斜め方向にするとよい。このこと
を考慮して得られるものが、特に、図１５に示す磁場５
ａ，５ｂ面に設けた波動駆動体１０ａ，１０ｂを傾斜
（θａ，θｂ＝１５°；４ａ′，４ｂ′）させた縦波
（矢印１１１）であり、さらにＳＳＭへはその磁束とＲ
Ｆ電源１５０からパルスを重畳する成膜システムを導入
した別の特徴とするところである。すなわち、基体３０
０への垂直な磁束面と波動エネルギとの相乗効果（条件
設定）により、連続薄膜媒体のより高配向化，高密度化
（微粒子の緻密性），高Ｓ／Ｎ化（微粒子の均一な配向
性）が期待できるものである。また、パルス成膜システ
ムの導入によって、図７（ｂ）に示すＢａＭの垂直磁
化，面内磁化も可能である。

【００７２】なお、ペルジャー１内に傾斜駆動支持具１
０ａ，１０ｂに波動駆動体４ａ，４ａ′，４ｂ，４ｂ′
（音波，超音波）が取り付けられている。膜厚の均一性
を確保するために基体は成膜中は回転させておくことが
望ましい。この際、基体の前にマスク６６(窓)を設けて
もよい。また、電極部６１にはターゲット材６０が設置
され、これはさらにプラズマ発生用電源(ＲＦ用１０
０，高圧ＤＣ用１０１)と支持金具６２，リード線６
３，６４、および電極平板６５等、さらに、磁場発生機
５ａ，５ｂとによって回路構成されている。なお、図の
音波，超音波駆動電源は外部で制御される。また、図の
７１は真空保持用のロータリポンプ、７０は同じくクラ
イオポンプである。これらはターボポンプでもよい。

【００７３】なお、エネルギ励起用音波としては生産に
優れた１ＧＨｚ以上の極超音波（マイクロ波超音波）や
マグネトロン型も適用可能であり、ターゲットの替わり
にＥＢ法などによる蒸着源を用い、蒸着法で成膜するこ
とも可能である。

【００７４】以下さらに詳細に本実施例について説明す
る。成膜条件は実施例４と同じにし、面粗さ０.２ｎｍ
の外径約１／３″（球体）すなわち０.３３５″（８.５
mm）のサファイヤ（タングステン・モリブデン合金で
可）基体を５０rpm で回転（図示せず）し、重畳する波
動エネルギを与えながら、膜厚２２ｎｍをCoNiPtCrを傾
斜角θ＝４５°平均入射角５０°で形成し、さらに同条
件で膜厚３ｎｍのＷＣの上に２ｎｍのＭｏＳ2 の固体
潤滑兼保護層(波動エネルギ注入)を形成してＳＳＭとし
た。

【００７５】本ＳＳＭを２１.７Ｇｂ／in2(660KBPI，33
KTPI）の条件で評価したところ、Ｓ／Ｎで６.３，出力
変動で０.６％であった。なお、特に回転数を8800RPM
、３ｎｍのＷＣ膜を処理（波動エネルギ注入）し、そ
の処理面にＣ60系の特殊潤滑剤２ｎｍを形成した場合も
同様であった。

【００７６】（実施例６）上記、高密度の球体メモリ３
３３と巨大磁気抵抗効果を用いた再生部を有する記録再
生分離型の磁気ヘッド２００を図９，図１０に示す特別
の超小型の本発明の複式ＨＤＤ−ＳＳＭシステム２００
０のＳＳＭ側装置に組み込んだ。本ＳＳＭすなわち、イ
オン，原子，電子等の粒子（量子）の波動エネルギ注入
型フォーマット同期により位置決めが高精度で行え、さ
らにスペーシングを０.０１６μｍ，０.０１４μｍとで
きたことで２４.５Ｇｂ／in2，３２Ｇｂ／in2 の高い記
録密度で動作するＳＳＭ側装置が提供できた。なお、１
８２は高速回転のための駆動部、１８４は高精度位置決
めのためのヘッド駆動部、１８５は特殊方式による高度
復号信号処理回路処理系を示す。さらに、これらの本発
明の複式ＨＤＤ−ＳＳＭシステムを多段連結する多連Ｈ
ＤＤ−ＳＳＭシステムを図１１に示す。このことにより
本システムはさらに多重・連結することが可能であり、
すなわち、より有効な小型大容量のメモリＨＤＤ−ＳＳ
ＭシステムのＨＤＤ，ＨＤＤ−ＳＳＭ，ＳＳＭ（宇宙
用）の切り換え可能な電子計算機システムとして有望で
ある。

【００７７】（実施例７）図１６（ａ)，(ｂ）に、生産
性に優れたＥＢ（Electron Beam ）法による本発明の方
法の実施例の主要概略断面図を示す。本方法では特に、
低エネルギから高エネルギの電子線２００ａ，２００ｂ
を利用することができるのが特徴である。すなわち、図
に示す電子銃２０１ａ，２０１ｂによる電子線（電子ビ
ーム）を利用してボート（受皿）２０２ａ，２０２ｂの
中の磁性合金２０３ａ，２０３ｂを蒸発させる。この蒸
発された粒子に、空間内に設置する波動駆動体４ａ，４
ｂから音波，超音波の波動エネルギ内に、さらに、カオ
ス・歪（波動エネルギ）を重畳せしめ、これらの相互作
用で得られる高エネルギ励起状態の粒子により回転（７
０ＲＰＭ）する１／２インチ，Ｓｉ3Ｎ4の球体３００上
に高配向，高分散状態で蒸着される。ここでの製造法，
条件は実施例とほぼ同様であるが、特に、成膜の真空度
は１０~6〜１０~9Torrで行った。また、本方式では回転
する基体300は真空槽内に設けた多連する球体図１６
（ａ）が別の空洞から連続的に供給される（周知である
ので図示せず）。なお、音波，超音波の波動エネルギ
（出力）はいずれも１Ｗ以上とし、さらに、また、成膜
条件において、波動エネルギの周波数５７ｋＨｚ，１５
Ｗの場合は真空圧１０~6〜１０~9Torrで充分効果が得ら
れたが、この超音波の波動エネルギを高めた場合、すな
わち、周波数５７ｋＨｚ，３５Ｗの場合には、真空圧１
０~3〜１０~5Torrで充分な効果が得られた。

【００７８】（実施例８）本システムすなわち図１，図
２，図５，図７，図９，図１０，図１１さらに図１２，
図１３，図１４，図１５，図１６（ａ)，(ｂ）におい
て、特に図の中に示すＳまたは３００の基体をＳｉ（シ
リコン），Ｎ型シリコン（Ｎ型半導体），Ｐ型シリコン
（Ｐ型半導体），ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等の半導体
材料にすることによって、容易に前記各実施例と同様
に、種々の半導体への成膜，製造または処理（プラズマ
エッチング等−この場合ターゲットＴ，６０は除去）さ
らにはイオン，電子，原子，分子等の粒子（量子）から
なる種々のエネルギを注入することができた。特に、目
的に応じてさらに高電圧（高エネルギ化）の場合もあ
る。なお、本発明ＨＤＤ−ＳＳＭシステムの特にＳＳＭ
側についての製膜法をのべたが、ＨＤＤ側の製膜は周知
であるので省略する。

【００７９】

【発明の効果】本発明ＨＤＤ−ＳＳＭシステムにより、
地上から宇宙へのメモリ応用として特性が均一でノイズ
特性に優れ、さらに、ヘッドと媒体との間隔（スペーシ
ング）を０.０２μｍ以下、特に、ＳＳＭ側システムで
は０.０１４ μｍ以下に小さくした場合にも安定して
ヘッドが浮上し高い耐摺動特性及び高密度化を有し、さ
らに高トラック密度でも高いサーボ信号が得られるＳＳ
Ｍを製造，提供できるので、２Ｇｂ〜３２Ｇｂ／in2 の
高い記録密度でも動作するＳＳＭシステムおよびメモリ
が提供できる。また、ヘッド−媒体間の接触動作可能と
する本ＳＳＭシステムから３２Ｇｂ／in2 以上のものも
得ることができる。よって本システムはＨＤＤ−ＳＳＭ
システムのメモリ切り換えができるので応急対策に適し
たシステムを提供できる。なお、本システムは他へのメ
モリおよび処理等の転用が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＨＤＤ−ＳＳＭ装置の断面
図。

【図２】本発明の対（複）のＨＤＤ−ＳＳＭ装置の断面
図。

【図３】現行のＨＤＤ装置の説明のための断面図。

【図４】現行のＨＤＤ装置の説明のための断面図。

【図５】本発明ＨＤＤ−ＳＳＭのＳＳＭ側一部の断面
図。

【図６】現行のＨＤＤ一部の断面図。

【図７】本発明ＨＤＤ−ＳＳＭのＳＳＭ側一部の断面
図。

【図８】現行のＨＤＤの一部の断面図。

【図９】本発明の複式ＨＤＤ−ＳＳＭシステムの断面
図。

【図１０】本発明の複式対ＨＤＤ−ＳＳＭシステムの断
面図。

【図１１】本発明の多列・連結ＨＤＤ−ＳＳＭシステム
の断面図。

【図１２】本発明のＨＤＤ−ＳＳＭシステム用の製膜装
置の蒸着型の説明図。

【図１３】本発明のＨＤＤ−ＳＳＭシステム用のスパッ
タの説明図。

【図１４】本発明のＨＤＤ−ＳＳＭシステム用の製膜装
置の断面図。

【図１５】本発明のＨＤＤ−ＳＳＭシステム用の磁場と
波動を有効化した製膜装置の断面図。

【図１６】本発明のＨＤＤ−ＳＳＭシステムの生産用に
適した他のＥＢ法による説明図。

【符号の説明】

１…真空容器、３…円板（ＨＤＤ用）、１００…高周波
発生機、２００…ヘッド、３００…球体スピンメモリSp
here−Spin Memory(ＳＳＭ）、４００…制御回路システ
ム、５００…製膜装置、１５００…ＨＤＤ−ＳＳＭシス
テム、２０００…複ＨＤＤ−ＳＳＭシステム、３０００
…多列・連結ＨＤＤ−ＳＳＭシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１１Ｂ 11/10 ５４１Ｇ１１Ｂ 11/10 ５４１Ｚ (72)発明者鳥海実東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者山中一助東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者中澤秀夫東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】球体または楕円体あるいは中空を有してな
る球体または楕円体の表面上または立体の曲面に少なく
ともメモリとして情報記録可能な記録膜、または電子回
路素子が形成されてなる曲面体メモリと融合一体化して
成る平面体メモリを具備した平・曲面体メモリ。
【請求項２】前記平・曲面体メモリと上記メモリにアク
セスするためのヘッドとを具備してなる請求項１記載の
平・曲面体メモリ。
【請求項３】前記平・曲面体メモリ表面上に少なくとも
薄膜メモリとして情報記録可能な磁気記録媒体層もしく
は光記録膜および光磁気記録媒体層が形成され、予め平
・曲面体上の位置を示すためのアドレス情報またはトラ
ッキング信号またはデータ等がサーボパターンとして一
定間隔で形成されたプリフォーマット領域とデータを記
録，再生するためのデータ領域が形成されてなる請求項
１または２記載の平・曲面体メモリ。
【請求項４】前記磁気記録媒体層はＢａフェライト系の
磁性材料からなる請求項３記載の平・曲面体メモリ。
【請求項５】前記平・曲面体メモリと、これを収容する
密閉容器と、上記容器内に密封される気体潤滑材を有し
てなる請求項１から３までのいずれかに記載の平・曲面
体メモリ。
【請求項６】前記平・曲面体メモリ装置の平・曲面体を
回転駆動する手段を有してなる請求項１乃至５のいずれ
かに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項７】前記平・曲面体表面に形成される記録媒体
層は、単層または多層薄膜の磁性膜及び非磁性膜からな
り、最上層にはＮｉＦの薄膜を有してなる請求項１乃至
６のいずれかに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項８】メモリ最上部ＮｉＦ膜の下部磁性膜または
非磁性膜を介して下地がセラミックのぞましくはＳｉ3
Ｎ4であるメモリヘッド接触駆動可能な請求項７記載の
平・曲面体メモリ。
【請求項９】上記平・曲面体メモリは、潤滑性を有す
る、フッ素系のガスまたは微粒子化したＣ50，Ｃ60，Ｃ
70，Ｃ76，Ｃ84系ガス中において駆動される請求項４か
ら８までのいずれかに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１０】前記平・曲面体の表面上に単層の磁性膜
または磁性膜および非磁性膜からなる多層薄膜を形成
し、いずれの場合も最上層にＷＳ2またはＭｏＳ2から選
ばれる固体潤滑膜を有する請求項１から９までのいずれ
かに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１１】前記固体潤滑膜に気体潤滑または液体潤
滑を併用してなる請求項１０記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１２】前記平・曲面体メモリにおいて、記憶部
にアクセスするヘッド形状は、平・曲面に合うように制
御された平面および曲面を有する請求項１から１１まで
のいずれかに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１３】前記平・曲面体メモリにおいて、多列す
る複数のヘッドを使用し、ヘッド形状は平・曲面に合う
ように制御された並列状または三ケ月状の曲面を有する
請求項１から１２までのいずれかに記載の平・曲面体メ
モリ。
【請求項１４】使用するヘッドは少なくとも対または複
数の対を伴って駆動制御される請求項１３記載の平・曲
面体メモリ。
【請求項１５】前記多列する複数の並列状の平面または
三ケ月状の曲面を有するヘッドの構成が少なくとも対ま
たは複数の対を伴って駆動制御される請求項１３記載の
平・曲面体メモリ。
【請求項１６】使用するヘッドは電磁コイル型または磁
気抵抗変換器またはＧＭＲ型である請求項１２から１５
までのいずれかに記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１７】上記平・曲面体メモリが複数個連動して
用いられる請求項１６記載の平・曲面体メモリ。
【請求項１８】真空中で平面（基板）または球体（基
体）上に薄膜を形成する製膜方法において、蒸着装置内
の蒸発物やスパッタ蒸発時さらには有効なガス等のプラ
ズマ中を伝搬する粒子に波動エネルギを印加しつつ、か
つ縦波，横波，干渉波に伴う電子，原子，分子，イオン
さらには放電中に生じる光子等粒子への変位、すなわ
ち、粒子の配向性のぞましくは平面または球体に合う平
面（縦波）波または球面波すなわち波動エネルギ制御と
を与える音波，超音波と電磁波との相互作用を伴って得
られる平・曲面体メモリの製造方法。
【請求項１９】平面または曲面上に薄膜を形成する製膜
方法において、前記方法として、平面波または球面波す
なわち波動エネルギ制御で表面処理またはエネルギ注入
する請求項１８記載の平・曲面体メモリの製造方法。
【請求項２０】回転する平面（円板）または球体上に波
動エネルギ制御で順次膜形成をする請求項１８または１
９記載の平・曲面体メモリの製造方法。
【請求項２１】真空中で情報記録媒体基板上に直接また
は下地層，中間層を介して磁性薄膜を形成する薄膜磁気
記録媒体の製造方法において、前記下地層，中間層およ
び磁性薄膜の少なくとも一者を形成する際にプラズマ音
波のぞましくは音波ＣＶＤを直接もしくは間接的に与え
る平・曲面体メモリの製造方法。
【請求項２２】波動エネルギすなわち音波・超音波を伴
わない場合には複数の蒸発部または複数個のスパッタ部
を設けてなる請求項１８から２１までのいずれかに記載
の平・曲面体メモリの製造方法。
【請求項２３】請求項１８，１９，２０，２１または２
２の方法によって得られた前記平・曲面体上の情報記録
膜とヘッドとを備えてなる平・曲面体記憶装置。
【請求項２４】請求項１８，１９，２０または２１にお
いて、少なくとも音波と電磁波との有効エネルギすなわ
ち種々の物質，基体，膜等に注入または波動として印加
せしめる平・曲面体メモリ製造用製膜装置。
【請求項２５】請求項１８乃至２４のいずれかにおい
て、エネルギ注入すなわちメモリ化による同期化または
エネルギの量子化による同期化、のぞましくは、波動エ
ネルギによる同期信号化を記録媒体中に内在せしめた平
・曲面体メモリ。
【請求項２６】請求項１記載の平・曲面体メモリとし
て、波動エネルギまたは重畳・波動エネルギを注入した
平・曲面体半導体メモリ。
【請求項２７】平・曲面上のメモリ・ビットの位置を示
すためのアドレス情報または制御信号の領域及びデータ
の記録／再生領域をその平・曲面上に設けてなる平・曲
面体メモリを有する請求項２６記載の平・曲面体半導体
メモリ。