ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЯ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ СПЛАВА CO-CR ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЖЕСТКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКОВ

С. П. Малюков; А. В. Саенко; Ю.В. Клунникова; С.С. Зиновьев; Д. В. Тимощенко

С. П. Малюков Южный Федеральный Университет
А. В. Саенко Южный Федеральный Университет
Ю.В. Клунникова Южный Федеральный Университет
С.С. Зиновьев Южный Федеральный Университет
Д. В. Тимощенко Южный Федеральный Университет

Ключевые слова: Запоминающее устройство, жесткие магнитные диски, метод перпендикулярной записи информации, ферромагнитные пленки, магнетронная напылительная система, исследование пленок Co-Cr

Аннотация

Статья посвящена проблеме повышения объёма памяти жестких магнитных дисков
(ЖМД). Ведущее место в ряду внешних запоминающих устройств ЭВМ занимают накопители
на жестких магнитных дисках, т. к. объем хранения информации в них непрерывно растет.
Проанализированы методы записи информации для ЖМД. Носителем информации в накопите-
лях на жестких магнитных дисках является тонкая магнитная пленка. Рассматриваются ос-
новные принципы выбора композиции ферромагнитной пленки, исходя из технических требова-
ний к жесткому магнитному диску, его геометрических и функциональных особенностей. При-
ведены сравнительные характеристики различных методов получения тонких пленок. В на-
стоящее время интенсивно развивается метод магнетронного распыления, обеспечивающий
контролируемое распыление тонких слоев с требуемыми параметрами. Уменьшение толщины
тонкой пленки приводит к ухудшению удельного электрического сопротивления, т.е. к невос-
производимости требуемых характеристик и параметров. Рассмотрены достоинства мето-
да магнетронного распыления. При технологическом проектировании процессов магнетронного
распыления определяющим фактором является выбор материалов покрытий, обеспечивающих
рабочие характеристики жестких магнитных дисков. Проведены исследования возможности
использования ферромагнитных пленок Co-Cr для жестких магнитных дисков. Установлены
зависимости влияния материала подложки на магнитные свойства ферромагнитных пленок,
влияние скорости напыления пленок Co методом магнетронного напыления на коэрцитивную
силу ферромагнитных пленок, влияние температуры подложки на свойства пленок Co-Cr.
Представлены основные параметры процесса нанесения покрытий методом магнетронного
напыления для разных ферромагнитных материалов. Показано, что образцы на основе тонких
магнитных пленок Co-Cr отвечают современным требованиям, в части повышения плотности
записи жестких магнитных дисков, так как в них могут быть достигнуты большие величины
коэрцитивной силы и значения относительной остаточной намагниченности.

Литература

1. Lobanov B.S., Pikul' A.I., Khlopov B.V. Metody povysheniya effektivnosti zashchity informatsii,
khranyashcheysya v nakopitelyakh na zhestkikh magnitnykh diskakh [Methods for increasing the
efficiency of protection of information stored in hard disk drives], T-Comm - Tele-kommunikatsii i
Transport [T-Comm – Telecommunications and Transport], 2009, No. 4, pp. 8-13.
2. Gitlits M.V. Magnitnaya zapis' signalov [Magnetic recording of signals]. Moscow: Radio i
svyaz', 1990, 225 p.
3. Karpenkov S.Kh. Magnitnye nositeli informatsii [Magnetic information carriers]. Moscow:
Radio i svyaz', 1993, 504 p.
4. Panfilov Yu.V. Nanesenie tonkikh plenok v vakuume [Deposition of thin films in vacuum],
Tekhnologii v elektronnoy promyshlennosti [Technologies in the electronic industry],
2007, No. 3, 72 p.
5. Berlin E.V., Seydman L.A. Ionno-plazmennye protsessy v tonkoplenochnoy tekhnologii [Ionplasma
processes in thin-film technology]. Moscow: Tekhnosfera, 2010, 528 p.
6. Adas'ko V.I., Kagan B.M. Pats V.B. Osnovy proektirovaniya zapominayushchikh ustroystv
bol'shoy emkosti [Fundamentals of designing storage devices of large capacity]. Moscow:
Energoizdat, 1984.
7. Palienko A.N., Epremyan V.B., Tolmachev V.A., Kashuba P.I. Izgotovlenie zhestkikh
magnitnykh diskov magnetronnym raspyleniem [Production of hard magnetic disks by magnetron
sputtering], Elektronnaya promyshlennost' [Electronic industry], 1987, 2T(33).
8. Starodubtsev Yu.N. Magnitomyagkie materialy [Soft magnetic materials]. Moscow:
Tekhnosfera, 2011, 659 p.
9. Malyukov S.P. Silenok A.B. Fiziko-tekhnologicheskie aspekty povysheniya nadezhnosti
izgotovleniya magnitnykh plenok [Physicotechnological aspects of increasing the reliability of
manufacturing magnetic films], Tr. mezhdunarodnogo simpoziuma «Nadezhnost' i kachestvo»
[Proceedings of the international symposium Reliability and quality], 2013, Vol. 2, pp. 191-193.
10. Utkin K.E. Upravlyaemyy sintez tonkikh plenok, poluchennykh metodom magnetronnogo
raspyleniya [Controlled synthesis of thin films obtained by magnetron sputtering], Upravlenie.
Kontrol' [Management. Control], 2018, No. 2 (24), pp. 41-46.
11. Dostanko A.P. Raschet elementnogo sostava tonkoplenochnykh sloev pri magnetronnom
raspylenii mozaichnykh misheney [Calculation of the elemental composition of thin-film layers
during magnetron sputtering of mosaic targets], Elektronnaya obrabotka materialov [Electronic
processing of materials], 2012, No. 1 (48), pp. 63-72.
12. Sagatelyan G.R. Analiz raspredeleniya tolshchiny tonkoplenochnogo pokrytiya pri
magnetronnom napylenii na ustanovkakh s planetarnym peremeshcheniem podlozhki [Analysis
of the distribution of the thickness of a thin-film coating during magnetron sputtering in
plants with planetary movement of the substrate], Nauka i obrazovanie [Science and education],
2014, pp. 458-481.
13. Yur'ev Yu.N., Mikhnevich K.S., Krivobokov V.P. Svoystva plenok nitrida titana, poluchennykh
metodom magnetronnogo raspyleniya [Properties of titanium nitride films obtained by magnetron
sputtering], Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk [Bulletin
of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2014, Vol. 16, No. 4
(3), pp. 672-676.
14. Dzhumaliev A.S., Nikulin Yu.V. Vliyanie davleniya argona na teksturu i mikrostrukturu plenok
kobal'ta, osazhdaemykh magnetronnym raspyleniem [Influence of argon pressure on the texture and
microstructure of cobalt films deposited by magnetron sputtering], Izv. Sarat. Un-ta. Nov. Ser. Ser.
Fizika [Izv. Sarat. University. New Ser. Ser. Physics], 2017, Vol. 17, Issue 4, pp. 255-262.
15. Vasil'ev V.A. Uslovie polucheniya odnorodnykh nanorazmernykh rezistivnykh plenok NI-Ti
metodom magnetronnogo raspyleniya iz dvukh istochnikov [The condition for the production
of homogeneous nanoscale resistive NI-Ti films by magnetron sputtering from two sources],
Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo institute [News of the Tomsk Polytechnic Institute],
2014, pp. 173-179.
16. Timakov S.V. Eksperimental'nye issledovaniya kharakteristik magnetronnogo raspyleniya [Experimental
studies of the characteristics of magnetron sputtering], 2007, No. 32, pp. 132-136.
17. Berlin E.V., Seydman.L.A. Poluchenie tonkikh plenok reaktivnym magnetronnym raspyleniem
[Preparation of thin films by reactive magnetron sputtering]. Moscow: Tekhnosfera, 2014, 256 p.
18. Sheyn E.P. Vakuumnye tekhnologii [Vacuum technology]. Moscow: Intellekt, 2009, 504 p.
19. Kuz'michev A.I. Magnetronnye raspylitel'nye sistemy. Vvedenie v fiziku i tekhniku
magnetronnogo napyleniya [Magnetron Spray Systems. Introduction to the physics and technology
of magnetron sputtering]. K.: Avers, 2008, 244 p.
20. Malyukov S.P., Kovalev A.V., Zinoviev S.S., Starykh A.A. Multilayer Magnetic Films for Hard
Disks, International Journal of Applied Engineering Research, Vol. 12, pp. 11874-11877.