CN1707625A - 磁记录介质和磁记录设备 - Google Patents
磁记录介质和磁记录设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1707625A CN1707625A CNA2004100926637A CN200410092663A CN1707625A CN 1707625 A CN1707625 A CN 1707625A CN A2004100926637 A CNA2004100926637 A CN A2004100926637A CN 200410092663 A CN200410092663 A CN 200410092663A CN 1707625 A CN1707625 A CN 1707625A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic recording
- recording media
- lower floor
- upper strata
- protective seam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 60
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 9
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- -1 carbon ion Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001678 elastic recoil detection analysis Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- RIQRGMUSBYGDBL-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoropentane Chemical compound FC(F)(F)C(F)C(F)C(F)(F)C(F)(F)F RIQRGMUSBYGDBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000662429 Fenerbahce Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N adamantane Chemical compound C1C(C2)CC3CC1CC2C3 ORILYTVJVMAKLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001573 adamantine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N diiodomethane Chemical compound ICI NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000918 plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/72—Protective coatings, e.g. anti-static or antifriction
- G11B5/726—Two or more protective coatings
- G11B5/7262—Inorganic protective coating
- G11B5/7264—Inorganic carbon protective coating, e.g. graphite, diamond like carbon or doped carbon
- G11B5/7266—Inorganic carbon protective coating, e.g. graphite, diamond like carbon or doped carbon comprising a lubricant over the inorganic carbon coating
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有优良的耐久性和耐蚀性的磁记录介质、以及一种装备有该磁记录介质的磁记录设备。该磁记录介质的保护层由两层组成,即,与磁性层接触的一下层、以及在该下层上的一上层。使该下层的内应力比该上层的内应力小,并且使该下层的表面自由能比该上层的表面自由能小。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁记录介质和一种磁记录设备。
背景技术
通常,硬盘驱动器被广泛地用作计算机和其它各种信息终端的外部存储单元,其中,该硬盘驱动器是具有一个记录转换元件(或者一个磁头)的浮动的磁记录设备的其中一种,该记录转换元件(或者磁头)是一种信息记录单元。
目前的磁盘在硬的无磁性衬底上采用由具有优良磁性能的钴合金制成的一薄磁性合金层作为磁性层。但是,该磁性合金层在耐久性和耐蚀性上相当地差,并且由于通过与磁头接触或者在磁头上滑动的摩擦、以及通过磨损和吸水而产生的腐蚀,该磁性合金层往往引起磁性能的降低以及机械或者化学损伤。因此,照目前的情况,保护层被覆盖在该磁性合金层的表面上,并且由润滑剂制成的润滑剂层涂在该保护层上,以提高耐久性和耐蚀性。
就该保护层而言,使用各种材料,如SiO2和Al2O3。但是,目前考虑的是,就耐热性、耐蚀性和耐磨性而言,碳型保护层作为用于磁记录介质和磁头的保护层是非常理想的,该碳型保护层包含碳,例如无定形碳。通常使用通过溅射法和CVD(化学气相沉积)方法沉积的碳型保护层。
在当今的信息密集型社会,各应用领域中要处理的信息量都显示了增长的趋势。因此,对于磁记录盘,人们急切地期待着记录密度和存储量的进一步增长。为了满足更高记录密度的需求,必须缩短磁性层和磁头的信息记录/读取部分之间的距离,也就是所谓的磁间距,因此必须使保护层本身变得更薄。
因此,现在,即使保护层非常薄,只有5nm或者更薄,但仍然强烈需求能够确保充足耐久性的保护层。近年来,过滤式阴极电弧方法(FCA方法)已经引起极大的关注,通过这种方法能够形成比传统保护层具有更好的耐久性的保护层(参见H.Hyodo等人于2001年7月的IEEE Transactions onMagnetics,第37卷第1789-1791页)。
通过下述FCA方法能够制备无定形碳。图3是FCA沉积系统执行FCA方法的示意图。参考图3,象石墨这样的碳源被用作阴极31。在该阴极31和阳极32之间引起电弧放电以产生碳离子、电子、碳中性原子和碳大粒子,通过磁性过滤器(过滤线圈33和34)将碳中性原子和碳大粒子从其中移除,以便仅将碳离子和电子发送到衬底35。这样,DLC(类金刚石碳)层36就形成在该衬底上。离子枪37用于掺杂其它元素。
基于沉积原理,利用FCA方法很容易地将Sp3键的数量,也就是通常所说的金刚石键的数量增加到总量的50%或者更多。因此,可能以无定形的形态实现类似于金刚石的硬度和密度。但是,通过FCA形成的保护层还有个缺陷,即由于它的巨大内应力,该保护层容易从要被保护的磁性层上脱落。
人们还发现,虽然通过FCA方法形成的保护层具有如膜一样的高涂覆能力,但是相比通过传统方法形成的保护层,它的耐蚀性更差,并且当它更薄的时候,其劣势更加突出。我们认为这是由FCA膜具有的高内应力直接造成。也就是说,可以推想,由于应力释放导致保护层的损坏发生在该保护层和已被腐蚀的磁性层的界面,所以加速了在保护层的脱落表面上的腐蚀。
进一步说,虽然通过FCA方法形成的保护层具有如膜一样的高涂覆能力,但是存在一个问题:当保护层非常薄,为5nm或者更薄时,由于潮气通过如针孔一样的很小的缺损部分侵入该磁性层,所以会发生磁性层的腐蚀。这种问题不能忽视。
由于上述目前的状况,所以尽管通过FCA方法形成的无定形碳保护层在机械强度上确实很出色,但是从保护层的观点来看,很难轻易地将其应用到磁记录介质中。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,并且提供一种具有优良的耐久性和耐蚀性的磁记录介质、以及设置有该磁记录介质的磁记录设备。本发明的其它目的和优点将通过下面的描述阐明。
根据本发明的一个方案,一种磁记录介质,通过在一衬底上依次叠层一磁性层、一保护层和一润滑剂层而形成,其中:所述保护层由两层组成,即:与该磁性层接触的一下层、和在该下层上的一上层;该下层的内应力小于该上层的内应力;以及该下层的表面自由能小于该上层的表面自由能。
优选地,至少所述下层和所述上层的其中一层是通过过滤式阴极电弧方法沉积而形成的;所述上层包含作为主要组元的无定形碳;特别地,所述上层的不少于90%原子含量由碳组成;所述下层包含无定形碳、以及氢与氟中的至少其中之一,作为主要组元;所述下层的50%到80%原子含量由碳组成;所述下层中的氢和氟的总含量比所述上层中的氢和氟的总含量多;通过将氢、或氟、或氢和氟添加到与该上层的成分相同的成分中,形成所述下层的成分;所述下层具有不大于5GPa的内应力;所述下层具有不大于40mN/m的表面自由能;所述上层具有不小于20GPa的硬度;所述上层具有不小于2.5g/cm3的密度;所述下层的膜厚度与所述上层的膜厚度之比在3∶7到7∶3的范围内;所述保护层的膜厚度不大于5nm。通过本发明,能够提供一种通过内应力的松弛而具有极好的耐久性和耐蚀性的磁记录介质。
本发明的另一方面还提供一种磁记录设备,其装备有上述的磁记录介质。
本发明提供一种通过松弛内应力而具有高耐久性和耐蚀性的磁记录介质、以及一种装备有上述磁记录介质的磁记录设备。因此,例如能够防止磁头碰撞和磁性层的腐蚀,并且能够显著地改善记录密度和可靠性。还能够有助于使磁间距更小。
附图说明
图1是显示一硬盘设备结构的平面示意图;
图2是显示一硬盘设备的磁头与磁记录介质之间相互关系的侧横截面示意图;
图3是显示用于执行FCA方法的FCA沉积系统的示意图;
图4是显示通过FCA方法形成的DLC中氟含量与表面自由能之间相互关系的曲线图;以及
图5是显示根据实例和比较实例的磁记录介质的侧横截面图。
具体实施方式
下面将参考附图、表格、实例等描述根据本发明的具体实施例。这些附图、表格、实例等、以及下述说明用于解释本发明,并未限制本发明的范围。当然,只要实施例符合本发明要旨,其也应当包括在本发明的范畴内。在附图中,同样的标记表示相同的元件。将要注意的是,根据本发明的“记录介质”和“磁记录设备”可应用在磁信息的只记录(写)、磁信息的只再现(读)和磁信息的记录和再现。
下文本发明将主要解释硬盘设备。但是,根据本发明,“磁记录介质”可以是任何记录介质,其包括用于硬盘设备的板内记录介质(in-planerecording medium)、合成铁耦合介质(SFM;Synthetic Ferri Coupled Medium)、垂直记录介质、以及晶格介质(patterned medium)。并且,任何使用这样磁记录介质的磁记录设备都包括在本发明的“磁记录设备”中。
图1是显示硬盘设备的内部结构的平面图,图2是该硬盘设备的磁头与磁记录介质之间相互关系的侧横截面图(该图是沿着垂直于该磁记录介质的磁性层的方向剖切该设备的示意图)。
如图1所示,该硬盘设备包括:磁记录介质1、装备有磁头的磁头滑块2、该磁记录介质1的旋转控制机构(例如,一主轴电动机)3、磁头定位机构4和记录/再现信号处理电路(如,一读写放大器)5,它们作为主要的构成部分。
如图2所示,该磁头滑块2通过悬浮体6和万向支架7与该磁头定位机构4连接,该万向支架7用于弹性地支撑该磁头滑块2。磁头8设置在该磁头滑块2的顶端上。磁头保护层9和磁头润滑剂层10设置在该磁头滑块的表面上。
沿图2中从底部到顶部的方向,磁记录介质11具有衬底12、铬底层13、磁性层14、磁记录介质保护层(在后文中简称为保护层)15、磁记录介质润滑剂层(在后文中简称为润滑剂层)16等。在一些实例中可以设置子层(seedlayer)和其它层。但是,这些层在图中省略。对于硬盘,通常润滑剂层的厚度约为1nm,保护层的厚度约为5nm,磁性层的厚度约为50nm,并且铬底层的厚度约为10nm。
如上所示,本发明通过磁记录介质解决上述问题,该磁记录介质是在衬底上依次叠层磁性层、保护层、润滑剂层而形成的,其中该保护层由两层组成,即一与该磁性层接触的下层、和一在该下层上的上层,并且该下层的内应力小于该上层的内应力,该下层的表面自由能小于该上层的表面自由能。
通过使该下层的内应力小于该上层的内应力,可能防止该保护层从该磁性层上脱落。特别是,该下层的内应力优选不要大于5GPa。假若这样,该上层的内应力没有特别的限制。对于该上层来说,表面硬度是一重要的特性。特别是,该上层的表面硬度优选不小于20GPa。
进一步说,通过使该下层的表面自由能小于该上层的表面自由能,变得能更容易地防止附着于保护层的、来源于潮气的水的侵入。例如,即使由于该保护层正已变薄,在保护层里出现针孔并且产生通道,水能够通过该通道从该保护层的上层的表面移动到磁性层,但是该下层的表面自由能较小,所以能够防止水的侵入。特别是,该下层的表面自由能优选不大于40mN/m。
在物理上和成分上,不必要彼此清楚地辨别该上层和下层。当比较保护层的上层部分和下层部分时,如果能保持上述相互关系则足以。
通过实际地将上层和下层形成为单层、测量内应力和表面自由能、以及比较数据,能够很容易地选择上层和下层的这种结合。并且,在一些实例中能够得到适当的结合,例如,当形成该下层时使用一个或者更多的第二材料和用于形成上层的第一材料,该第二材料或者正被选择的材料能够降低表面自由能。通过该第二材料的同存,由于键合畸变的松弛,能够降低该内应力;并且通过选择能够降低表面自由能的材料作为第二材料,能够实现该表面自由能的降低得如膜一样。
详细地说,存在一种在其中采用FCA方法的方法,并且当形成该下层时,通过使用离子枪或者类似件的离子辅助执行掺杂,使得不同于碳的一元素或者多个元素在该下层中共存。此外,能够使用溅射法、CVD或者类似方法。当在与碳键合的状态下时,优选使用氢、氟或者类似的能改进防水特性的元素作为共存的元素。这是因为内应力和表面自由能两者能够同时被减小。氢和氟可以共存。图4是显示通过FCA方法形成的DLC中氟含量与表面自由能之间相互关系的曲线图。氢气可以用作氢添加物的原料,并且四氟甲烷可以用作氟添加物的原料。
可以将任何材料用于该上层的成分。优选以无定形碳作为主要成分的上层。也可以使用硅和碳化硅。
为获得无定形碳,除了上述的FCA方法外,还能够使用任何方法。将要注意的是,本发明的“主要成分”的意思是该成分的原子含量超过50%。对于上层的成分,优选碳的原子含量不少于90%。
将要注意的是,通过压紧层的成分,例如,通过具有更多的SP3碳结构,能够提高膜硬度。从此观点来看,该上层的密度优选不小于2.5/cm3。特别优选无定形碳。
至于下层的成分,该下层优选包含无定形碳、以及氢和氟的其中一种作为主要成分。这里的“主要成分”的意思是:无定形碳、氢和氟的总原子含量超过50%。更优选的是,该无定形碳、氢和氟的总原子含量不少于99%。另外,从具有适当的内应力值和适当的表面自由能值的观点来看,该下层的成分中的无定形碳的原子含量优选是从50%到80%。
如氢和氟等其它原子可以包含在上层中,除非它们违背本发明的目的。但是,因为膜硬度被降低,所以它们常常并不适宜。当包含氢和氟时,从具有适当的内应力值和适当的表面自由能值的观点来看,很重要的是,在下层中的氢和氟的总含量要比上层中的多。
为了实现上层和下层的这种结合,优选的是,该下层中的成分包含氢、或氟、或氢和氟,且与该上层的成分相同。这是因为,能够容易地通过使用相同的装备并运用大致相同的步骤制造所述上层和下层。
在此情况下,例如,当通过掺杂将某种元素添加到该下层,并且没有对上层执行掺杂时,可以在形成该上层前增加或者不增加用于从系统中完全移除用于掺杂的元素的步骤、或者类似步骤。有时,仅停止供应掺杂元素可能就足以。进一步说,可能会采用一种方法,在该方法中由于该掺杂元素的供应的逐渐减少,便出现该掺杂元素的浓度梯度。在早期状态,在本发明的上层和下层中,边界能够象本实施例这样的模糊。
将要注意的是,从防止水侵入的观点来看,应当避免对该上层和下层掺杂金属、氮或者氧。虽然包含这些元素能够减小内应力,但是这些元素的添加会使碳膜吸水,因此降低耐蚀性。但是,还需要注意的是,从提高与润滑剂的亲和性的观点来看,这样的元素可以包含在该上层的上表面部分中。
优选采用上述上层和下层的结合,因为这样可能使保护层的厚度不超过5nm,并且能够容易地满足比较狭小的磁间距。进一步说,如果可能在上层和下层的结合中通过某些装置或者其它方法来确定上层和下层各自的厚度,那么优选该下层和上层的膜厚度之比在从3∶7到7∶3的范围内。如果该下层比这个范围更薄,将可能发生脱落和腐蚀的问题。如果该下层比这个范围更厚,就很难保持该保护层的足够的机械强度和表面硬度。将要注意的是,如OH和COOH这样的各种官能团可以被添加到上层的上表面中,以提高与润滑剂的亲和性。
如上所述,利用根据本发明的具有保护层的磁记录介质,能够显著地提高记录密度和可靠性。因此,能够获得具有高记录密度和高可靠性的磁记录介质。
实例
下面将详细描述根据本发明的实例和比较实例。将要注意的是,按照如下确定物理特性。
氢含量、氟含量、以及膜密度:
利用卢瑟福背散射能谱测定法(RBS)来定量测量膜密度和氟含量,并且通过弹性反冲探测分析法(ERDA)来定量测量氢含量。
膜硬度:
利用纳米压痕法确定膜硬度。该纳米压痕法是一种通过微米级的微小载荷,将金刚石压头压进一材料中的方法,从而通过在卸载的情况下,测量微小的变形来评估机械特性。由于能够将压入量限制在几纳米,所以适于评估薄膜样品的特性。
内应力:
通过使用薄膜应力测量仪器来测量内应力。原理是:在将膜沉积在衬底上之前和之后,通过测量该衬底的曲率半径的变化,并且为等式(1)的每一参数替换适当的数据,来确定应力。
在此,E/(1-υ)是该衬底的弹性系数,h是该衬底的厚度(m),t是膜厚度(m),R是衬底的曲率半径(m),以及σ是该薄膜的平均应力(Pa)。
膜的表面自由能:
通过测量纯水和二碘甲烷在膜物体上的的接触角,然后使用下列等式计算,来确定表面自由能。
当γS是固体样品的表面自由能,γL是液体样品的表面自由能,θSL是固体样品/液体样品的接触角,并且γSL是固体样品/液体样品的界面自由能时,然后便使用如等式(2)所示的杨氏公式。
γS=γL·COSθSL+γSL (2)
另一方面,附着功WSL、或者用于液体附着在固体表面的稳定性的能量,遵循杜普雷(Dupre)等式(3)。
γS+γL=WSL+γSL (3)
杨氏-杜普雷(Young-Dupre)等式(4)是从上述两等式得出,因此,附着功能够从液体的表面自由能和接触角而获得。
WSL=γL(1+COSθSL) (4)
当为每一表面自由能组元的几何平均数规则应用到附着功时,使用等式(5)。
这里,d和h分别是分散成分(dispersion component)和氢键合成分(hydrogen bonding component)。
当使用两种不同的液体(i,j)时,附着功使用下列关系式。
因此,如果通过实际测量两种不同液体的接触角来确定该附着功,则能够通过下列的关系式为每一成分获得固体的表面自由能。这个关系式叫作福克斯(Fowkes)等式。进一步说,该表面自由能:γ=γd+γh能够从该关系式中获得。
耐久性测试:
通过将氧化铝钉与实例或者比较实例的完成的磁记录介质接触,并使该氧化铝钉在表面上以80rpm的旋转速度滑动,直到碳型保护层被损坏,以此来评估该耐久性,其中该氧化铝钉带有2nm直径的尖。通过改变摩擦力、通过在该磁记录介质的表面上滑动产生滑痕、以及通过在电子显微镜或类似物下观察而发现保护层缺损的部分的实情,来检测该损坏。
腐蚀测试
将完成的磁记录介质置于室温中持续24小时。然后,将1mL量的稀释硝酸逐滴地滴在该磁记录介质的表面上。1小时后,通过吸取而取回被滴入的释硝酸,并通过电感耦合等离子体质谱分析法(ICP-MS)对该被滴入的释硝酸进行元素分析。
实例1
图5是显示实例1制备的磁记录介质的侧横截面图。Ni-P镀层17形成于铝合金衬底12上。在该Ni-P镀层17上,通过顺序地溅射而形成铬底层13和磁性层14。
然后,在60A的电弧电流、30V的电弧电压、以及10A的阴极线圈的电流的条件下,使用FCA仪器和作为原料的石墨靶,以0.1纳米/秒的沉积速度,沉积2nm厚的碳型保护层作为下层。在沉积的过程中,在500V的射束电压、以及500A的射束电流的条件下,使用装于沉积室内的离子源,向系统供应氢气,以执行带有氢等离子体的离子辅助,以此来形成由无定形碳和氢组成的碳型保护层。通过这些条件形成的单一膜(不带有上层)的膜特性在表1中显示。
然后,完全移除氢,由无定形碳沉积一3nm厚的碳型保护层15作为上层。通过这些条件形成的单一膜(不带有下层)的膜特性由表2中显示。
在上层和下层总共5nm厚的保护层上,在30秒沉浸时间的条件下,通过拉开(pulling-up)方法涂布润滑剂溶液,来形成1nm膜厚的润滑剂层16,该润滑剂溶液是一种意大利公司Audimond的Fomblin TETRAOL商标的大约占0.2%体积的溶液,其是用氢十氟戊烷稀释的。由此完成磁记录介质。
耐久性测试的结果是:甚至在超过10000次的旋转后,该保护层没有被损坏。进一步说,当对还没有进行过耐久性测试的完成的样品实施腐蚀测试时,该磁性层的主要元素钴的洗提量是1.2μg/m2。
比较实例1
在以与实例1相同的过程向上涂层得一磁性层之后,在60A的电弧电流、30V的电弧电压、以及10A的阴极线圈的电流的条件下,使用FCA仪器和作为一原料的石墨靶,以0.1纳米/秒的沉积速度,沉积一5nm厚的碳型保护层。在这些条件下的膜特性显示在表2中。
然后,使用意大利公司Audimond的Fomblin TETRAOL,以及与实例1相同的过程,完成该磁记录介质。
耐久性测试的结果是:甚至在超过10000次的旋转后,该保护层没有被损坏。但是,当对还没有进行过耐久性测试的完成的样品实施腐蚀测试时,该磁性层的主要元素钴的洗提量是3.8μg/m2,其与比实例1相比更高。
比较实例2
在以与实例1相同的过程向上涂层得一磁性层之后,在60A的电弧电流、30V的电弧电压、以及10A的阴极线圈的电流的条件下,使用FCA仪器和作为一原料的石墨靶,以0.1纳米/秒的沉积速度,沉积一5nm厚的碳型保护层。在沉积过程中,在500V的射束电压、以及500A的射束电流的条件下,使用一装于沉积室内的离子源,向系统供应氢气,以执行带有氢等离子体的离子辅助。在这些条件下的膜特性显示在表1中。
然后,使用意大利公司Audimond的Fomblin TETRAOL,以及与实例1相同的过程,完成该磁记录介质。
与实例1相同的耐久性测试的结果是:在10000次的旋转之前,该保护层被损坏。但是,当对还没有进行过耐久性测试的完成的样品实施腐蚀测试时,该磁性层的主要元素钴的洗提量是1.3μg/m2,其与比实例1相同。
实例2
除了使用四氟甲烷代替氢气外,以与实例1相同的方法制备保护层,并用与实例1相同的方法评估该保护层。通过这些条件形成的单一膜(不带有上层)的膜特性在表3中显示。
耐久性测试的结果是:甚至在超过10000次的旋转后,该保护层没有被损坏。进一步说,当对还没有进行过耐久性测试的完成的样品实施腐蚀测试时,该磁性层的主要元素钴的洗提量是1.1μg/m2。
比较实例3
除了使用四氟甲烷代替氢气外,以与比较实例2相同的方法制备保护层,并用与比较实例2相同的方法评估该保护层。在此条件下形成的膜特性在表3中显示。
耐久性测试的结果是:在10000次的旋转之前,该保护层被损坏。但是,当对还没有进行过耐久性测试的完成的样品实施腐蚀测试时,该磁性层的主要元素钴的洗提量是1.2μg/m2,其与比实例1相同。
表1
氢含量(原子百分比) | 膜密度(g/cm3) | 膜表面硬度(GPa) | 内应力(GPa) | 表面自由能(mN/m) |
35 | 2.1 | 18 | 3.2 | 40 |
表2
氢含量(原子百分比) | 膜密度(g/cm3) | 膜表面硬度(GPa) | 内应力(GPa) | 表面自由能(mN/m) |
0 | 3.1 | 32 | 6.2 | 52 |
表3
氟含量(原子百分比) | 膜密度(g/cm3) | 膜表面硬度(GPa) | 内应力(GPa) | 表面自由能(mN/m) |
27 | 2.0 | 22.2 | 3.3 | 37 |
Claims (15)
1、一种磁记录介质,通过在一衬底上依次叠层一磁性层、一保护层和一润滑剂层而形成,其中:
所述保护层由两层组成,即:与该磁性层接触的一下层、和在该下层上的一上层;
该下层的内应力小于该上层的内应力;以及
该下层的表面自由能小于该上层的表面自由能。
2、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于至少所述下层和所述上层的其中一层是通过过滤式阴极电弧方法沉积形成。
3、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述上层包含作为主要成分的无定形碳。
4、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述上层的不少于90%原子含量由碳组成。
5、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层包含无定形碳、以及氢与氟中的至少其中之一,作为主要成分。
6、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层的50%到80%原子含量由碳组成。
7、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层中的氢和氟的总含量比所述上层中的氢和氟的总含量多。
8、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于通过将氢、或氟、或氢和氟添加到与该上层的成分相同的成分中,形成所述下层的成分。
9、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层具有不大于5GPa的内应力。
10、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层具有不大于40mN/m的表面自由能。
11、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述上层具有不小于20GPa的硬度。
12、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述上层具有不小于2.5g/cm3的密度。
13、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述下层的膜厚度与所述上层的膜厚度之比在3∶7到7∶3的范围内。
14、根据权利要求1所述的磁记录介质,其特征在于所述保护层的膜厚度不大于5nm。
15、一种磁记录设备,其装备有根据权利要求1到14其中之一所述的磁记录介质。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170275 | 2004-06-08 | ||
JP2004170275A JP4718797B2 (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 磁気記録媒体および磁気記録装置 |
JP2004-170275 | 2004-06-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1707625A true CN1707625A (zh) | 2005-12-14 |
CN1707625B CN1707625B (zh) | 2012-03-28 |
Family
ID=35449320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2004100926637A Active CN1707625B (zh) | 2004-06-08 | 2004-11-17 | 磁记录介质和磁记录设备 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7514163B2 (zh) |
JP (1) | JP4718797B2 (zh) |
KR (1) | KR100641379B1 (zh) |
CN (1) | CN1707625B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104246885A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-12-24 | 富士电机(马来西亚)有限公司 | 用于制造磁记录介质及其保护膜的方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007323724A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toshiba Corp | パターンド媒体およびその製造方法、ならびに磁気記録再生装置 |
US7961427B2 (en) * | 2007-05-22 | 2011-06-14 | Galleon International Corporation | High performance computer hard disk drive with a carbon overcoat and method of improving hard disk performance |
JP4382843B2 (ja) | 2007-09-26 | 2009-12-16 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
SG177183A1 (en) * | 2008-06-09 | 2012-01-30 | Nanofilm Technologies Internat Pte Ltd | A novel coating having reduced stress and a method of depositing the coating on a substrate |
KR101534357B1 (ko) | 2009-03-31 | 2015-07-06 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 지지 장치 및 기판 지지 방법 |
JP5083268B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2012-11-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板支持装置 |
WO2012033464A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | National University Of Singapore | An improved head-media interface in a hard disk drive |
JP5720311B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2015-05-20 | 富士電機株式会社 | Dlc膜の製造方法および製造装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01201819A (ja) | 1988-02-05 | 1989-08-14 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 磁気記録媒体 |
EP0643385A3 (en) * | 1993-09-12 | 1996-01-17 | Fujitsu Ltd | Magnetic recording medium, magnetic head and magnetic recording device. |
JPH07326033A (ja) | 1994-05-29 | 1995-12-12 | Fujitsu Ltd | 記憶装置およびカーボン保護膜の製造方法 |
JP3058066B2 (ja) * | 1995-11-06 | 2000-07-04 | 富士電機株式会社 | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
US5942317A (en) * | 1997-01-31 | 1999-08-24 | International Business Machines Corporation | Hydrogenated carbon thin films |
US5858182A (en) * | 1997-03-20 | 1999-01-12 | Headway Technoloies, Inc. | Bilayer carbon overcoating for magnetic data storage disks and magnetic head/slider constructions |
GB2342220B (en) * | 1997-07-10 | 2002-03-06 | Seagate Technology | Magnetic recording medium comprising multilayered carbon-containing protective overcoats |
JPH1091940A (ja) | 1997-09-02 | 1998-04-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 保護膜 |
JPH11175960A (ja) | 1997-12-16 | 1999-07-02 | Hitachi Maxell Ltd | 磁気記録媒体 |
WO1999046765A1 (fr) * | 1998-03-13 | 1999-09-16 | Hitachi, Ltd. | Support d'enregistrement magnetique et memoire magnetique |
US6303214B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-10-16 | Seagate Technology Llc | Magnetic recording medium with high density thin dual carbon overcoats |
JP2001043526A (ja) | 1999-05-26 | 2001-02-16 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
JP2001325717A (ja) | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Hitachi Ltd | 磁気記録媒体 |
JP2002150529A (ja) | 2000-11-08 | 2002-05-24 | Hitachi Ltd | 磁気記録媒体 |
US6875492B1 (en) * | 2001-11-15 | 2005-04-05 | Maxtor Corporation | Carbon overcoat for magnetic recording medium |
US7175926B2 (en) * | 2004-02-12 | 2007-02-13 | Seagate Technology Llc | Dual-layer carbon-based protective overcoats for recording media by filtered cathodic ARC deposition |
JP4131720B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2008-08-13 | 富士通株式会社 | 磁気記録媒体、ヘッドスライダおよびそれらの製造方法 |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004170275A patent/JP4718797B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2004-11-04 US US10/982,198 patent/US7514163B2/en active Active
- 2004-11-15 KR KR1020040092899A patent/KR100641379B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-11-17 CN CN2004100926637A patent/CN1707625B/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104246885A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-12-24 | 富士电机(马来西亚)有限公司 | 用于制造磁记录介质及其保护膜的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050116782A (ko) | 2005-12-13 |
CN1707625B (zh) | 2012-03-28 |
JP2005353126A (ja) | 2005-12-22 |
US7514163B2 (en) | 2009-04-07 |
US20050271902A1 (en) | 2005-12-08 |
KR100641379B1 (ko) | 2006-11-01 |
JP4718797B2 (ja) | 2011-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3912497B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP3058066B2 (ja) | 磁気記録媒体及びその製造方法 | |
JP4247535B2 (ja) | ロードアンロード方式用磁気ディスク、ロードアンロード方式用磁気ディスクの製造方法及びロードアンロード方式用磁気ディスクの評価方法 | |
CN1292402C (zh) | 适用于磁性材料的超薄型保护涂层 | |
CN1870145A (zh) | 垂直磁性记录介质及垂直磁性记录/再现装置 | |
CN1783228A (zh) | 垂直磁性记录介质 | |
CN1713276A (zh) | 磁记录介质、其制造方法以及磁记录/再现设备 | |
WO2010106790A1 (ja) | 磁気記録媒体の検査方法、磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置 | |
CN1207374C (zh) | 抛光研磨用的研磨油组合物 | |
CN1707625A (zh) | 磁记录介质和磁记录设备 | |
CN1734573A (zh) | 磁记录介质和磁记录再生装置 | |
JP6083154B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
CN1702740A (zh) | 磁头 | |
CN101055723A (zh) | 用于保护外涂层的粘合层 | |
KR100650537B1 (ko) | 자기 기록 매체, 헤드 슬라이더 및 그 제조 방법 | |
CN1146589A (zh) | 磁存储器及磁存储器中使用的磁记录媒体 | |
US7964297B2 (en) | Adhesion layer for thin film magnetic recording medium | |
US6238780B1 (en) | Magnetic recording medium comprising multilayered carbon-containing protective overcoats | |
CN1898726A (zh) | 磁记录介质及其制造方法和磁读/写装置 | |
CN1917045A (zh) | 利用含钽磁合金作为上磁层的层叠磁介质 | |
JP2006277779A (ja) | 磁気記録媒体および磁気記録装置 | |
US6322880B1 (en) | Magneto-resistance recording media comprising a foundation layer and a C-overcoat | |
US6517956B1 (en) | Magneto-resistance recording media comprising aluminum nitride corrosion barrier layer and a c-overcoat | |
CN1905014A (zh) | 下磁层中有两子层的层叠磁记录介质 | |
JP2008276912A (ja) | 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHOWA DENKO K. K. Free format text: FORMER OWNER: FUJITSU LIMITED Effective date: 20100324 |
|
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: KANAGAWA PREFECTURE, JAPAN COUNTY TO: TOKYO, JAPAN |
|
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100324 Address after: Tokyo, Japan Applicant after: Showa Denko K. K. Address before: Kanagawa Applicant before: Fujitsu Ltd. |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |