JP2001266328A - 磁気記録媒体、およびその保護膜の濡れ性を改良する方法 - Google Patents
磁気記録媒体、およびその保護膜の濡れ性を改良する方法Info
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Abstract
有層を形成することにより、保護膜表面の表面エネルギ
ーを大きくして液体潤滑剤に対する濡れ性を高めた保護
膜を具え、ヘッドへの潤滑剤の移着がなく、ヘッドの浮
上を安定にすることができる高信頼性の磁気記録媒体を
提供する。 【解決手段】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体であって、その保護膜は、
膜の表面から30Å以内に6〜20at%の窒素含有層
を具えるように窒素プラズマ処理されて、水に対する接
触角が10〜30度である表面を有する。
Description
タの外部記録装置として主流となっている磁性膜を具え
たハードディスクドライブ(HDD)に用いられる磁気
記録媒体に関し、詳しくは、記録層を形成する磁性膜を
ヘッドの衝撃、外界の腐蝕性物質などの腐食から保護す
る機能を有するカーボン保護膜と、カーボン保護膜上に
積層された液体潤滑層とを具えた磁気記録媒体に関す
る。さらに詳しくは、そのような磁気記録媒体のカーボ
ン保護膜の濡れ性を改良する方法、および濡れ性が改良
された保護膜を具えることにより高信頼性を実現した磁
気記録媒体に関する。
の面記録密度は、開発段階で20Gbits/in2に
まで達し、年率60%で向上している。このような磁気
記録の一層の高密度化により、一層小さな磁化領域を高
いSN比で書き込むためには書き込み/読み出しヘッド
を記録媒体表面に一層近づけることが要求されるように
なった。現在、ヘッド浮上量は20Gbits/in2
で19nm以下、50Gbits/in2で15nm以
下と見積もられている。そして、今後も磁気記録の高密
度化に対応して磁気記録媒体とデータR/W用ヘッドと
の間隔を狭くすることが求められると予想される。した
がって、保護膜に関しても当然に薄膜化が必要となり、
従来、スパッタ法により薄膜化が行なわれている。
保護膜を成膜することができるが、膜厚を80Å以下に
することは困難である。そこで、スパッタ法に代わる次
世代カーボン保護膜の成膜プロセスとして、より高密度
な膜が得られるというプラズマCVD法が注目され活発
に研究が行なわれている。
カーボン保護膜は表面エネルギーが小さく濡れ性が悪
い。したがって、保護膜の上に液体潤滑層を形成するた
めに潤滑剤を塗布すると、潤滑剤が「だまり」になって
しまい、それが読み出しヘッドに移着してヘッドの浮上
が不安定になる。特に、信頼性試験のひとつであるGH
T(Glide Height Test)の際に、このヘッド浮上の不
安定性が良品率の低下を招くという問題がある。
は、薄膜化されたカーボン保護膜の濡れ性を改良する方
法、および濡れ性が改良された保護膜を具えることによ
り、読み出しヘッドの浮上を安定化して高信頼性を有す
る磁気記録媒体を提供することにある。
な課題を解決するために、カーボン保護膜の表面の水に
対する接触角を一定範囲にした保護膜は、潤滑剤の濡れ
性に優れ、「だまり」が生じないこと、そして、保護膜
の表面付近に高濃度の窒素を存在させることにより、濡
れ性が改良できることを見出した。
記録媒体は、非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層の
順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体潤
滑層を有する磁気記録媒体であって、その保護膜は、水
に対する接触角が10〜30度、好ましくは12〜25
度である表面を有することを特徴とする。
媒体は、非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層の順次
積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体潤滑層
を有する磁気記録媒体であって、その保護膜は、膜の表
面から30Å以内に窒素濃度が6〜20at%、好まし
くは9〜18at%である窒素含有層を具えることを特
徴とする。
護膜の濡れ性を改良する方法は、非磁性基板上にそれぞ
れ少なくとも1層の順次積層された磁性膜、カーボン保
護膜、および液体潤滑層を有する磁気記録媒体におい
て、その保護膜の表面から30Å以内に窒素濃度が6〜
20at%である窒素含有層を設けることを特徴とす
る。
護膜の濡れ性を改良する方法は、非磁性基板上にそれぞ
れ少なくとも1層の順次積層された磁性膜、カーボン保
護膜、および液体潤滑層を有する磁気記録媒体におい
て、その保護膜の表面から30Å以内に窒素含有層を設
けて保護膜表面の水に対する接触角を10〜30度に調
整することを特徴とする。
膜表面上の高窒素濃度の窒素含有層は、窒素プラズマ処
理により設けられることが好ましい。
基板上にそれぞれ少なくとも1層の順次積層された磁性
膜、カーボン保護膜、および液体潤滑層を有する。
合金、ガラス、プラスチック基板など慣用のいかなる非
磁性基板でもよい。具体的なプラスチック基板として
は、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミ
ドなどから成る基板を挙げることができる。
インチ、3.5インチ、5インチのいずれの大きさのデ
ィスク基板であってもよく、またその形態も、ディスク
状に限られず、カード状、帯状などいかなる形態でもよ
い。なお、ここで示した大きさは公称値であり、当該技
術において汎用されているものであると理解されるべき
である。
て使用できる強磁性金属を含み、具体的には、CoCr
TaPt、CoCrTaPt−Cr2O3、CoCrTa
Pt−SiO2、CoCrTaPt−ZrO2、CoCr
TaPt−TiO2、CoCrTaPt−Al2O3など
を成分とする磁性膜である。
ましくは10〜20nmである。磁性膜を複数用いて多
層構造の記録層としてもよい。
ドの衝撃、外界の腐蝕性物質などの腐蝕から保護する機
能を有する。保護膜の厚さは8nm以下であり、好まし
くは3〜8nmである。
n)をプラズマCVD法により成膜して得ることができ
る。プラズマCVD法とは、原料となるガスを、熱エネ
ルギーではなく、電磁気的なエネルギーに加えて電子に
よって分解し、低温で薄膜を形成する方法である。具体
的には、気相成長によって成膜成長を行うCVDに放電
を行なわせる装置を組み合わせた装置を用いて薄膜を形
成することができる。プラズマCVD法としては、フィ
ラメント方式イオンビーム−CVD、電子サイクロトロ
ン共鳴−CVD、高周波−CVD、ホローカソード方式
イオンビーム−CVD、電子ビーム励起プラズマ−CV
Dなどを挙げることができ、いずれの方法で成膜しても
よい。
素系ガス、例えば、メタン(CH4)、エチレン(C2H
4)、アセチレン(C2H2)、トルエン(C7H8)など
を用いる。プラズマ処理条件は、エッチング量を考慮し
てプラズマ処理されるDLCを厚く成膜しておけばよ
く、当業者は容易に適宜選択することができる。
討した結果、保護膜の表面が一定の表面エネルギーを有
する場合に良好であることが見出された。保護膜の表面
エネルギーの指標として、本明細書においては、保護膜
表面の水に対する接触角を用いる。
の表面に一定量の水を滴下し、水滴の表面と保護膜表面
のなす角度を液側で測定した角度である。
水に対する接触角が10〜30度であり、好ましくは1
2〜25度である。水に対する接触角が30度より大き
いと液体潤滑剤による「だまり」が発生し、一方、10
度より小さいと潤滑剤が流れてしまってうまく塗布する
ことができない。
は、膜の表面から30Å以内に窒素濃度が6〜20at
%である窒素含有層を具えることにより提供される。膜
の表面から30Å以内に設けられる窒素含有層の好まし
い窒素濃度は、9〜18at%である。
際にヘッドの浮上が不安定となり、一方、20at%を
超えると保護膜としての耐久性が低下してしまい好まし
くない。図7に保護膜中の窒素量と、磁気記録媒体の耐
久性試験合格範囲および信頼性試験合格範囲との関係を
示す。
うな保護膜は、窒素プラズマ処理を施すことにより得る
ことができる。窒素プラズマ処理の条件は、カーボン保
護膜の表面から30Å以内に窒素を6〜20at%、好
ましくは9〜18at%存在させるように適宜選択され
る。
素を6at%存在させるように窒素プラズマ処理を施す
ことにより、その表面の水に対する接触角がおよそ30
度で安定となる保護膜を作成でき、カーボン保護膜の表
面から30Å以内に窒素を20at%存在させるように
窒素プラズマ処理を施すことにより、その表面の水に対
する接触角がおよそ10度で安定となる保護膜を作成で
きる。
に対する接触角との関係を示す。
有層の形成は、窒素プラズマ処理の他、イオン注入、D
LC成膜時の窒素ドープにより行うことができる。
い。
滑層を設ける。液体潤滑剤としては、パーフルオロ−ポ
リエーテルが使用され、その中でもZ−dol(商品
名、アウジモント社製)が好ましい。
とカーボン保護膜と液体潤滑層とが順次積層されていれ
ばよく、さらに、必要な機能を有する層を非磁性基板と
磁性膜との間に設けることができる。通常、基板上には
下地層が設けられるが、その他、非磁性基板がプラスチ
ック基板である場合には、シード層と、下地層とを順次
積層してもよく、また、緩衝層と、シード層と、下地層
とを順次積層してもよい。
性を向上させ、且つ保磁力も向上せしめることができる
層である。このような機能を有する層は、具体的には、
Tiを主成分として含有する金属膜から成る。
る成分から形成されてもよく、特に限定されない。具体
的には、Cr、Cr−W、Cr−V、Cr−Mo、Cr
−Si、Ni−Al、Co67Cr33、Mo、W、Pt、
Al2O3などから成る。
子が衝突してプラスチック基板表面に及ぼすダメージを
緩和することができるか、および/または、昇温降温に
ともなうプラスチック基板とシード層との膨張収縮の差
を緩和することができる層である。
本発明は本実施例にのみ限定されるものではない。
体の概略断面図である。図1に示すように、アルミ合金
基板上に、Ni−Pめっきを施し、その上にスパッタ法
で20nmのCr下地層および20nmのCo磁性層を
成膜した。さらにその上に、以下に詳述されるフィラメ
ント方式イオンビーム−CVDにより、エチレン(C2
H4)を原料ガスとして用いてDLC膜を成膜した。
CVDの原理図である。装置は、フィラメント110、
アノード電極111、マグネット112で構成され、フ
ィラメント110より発生した熱電子はアノード電圧に
よりアノード側に引き付けられ、アノード側から導入さ
れたガスと衝突し、プラズマを発生させる。マグネット
112は電子の飛行距離を長くして、ガスとの衝突回数
を増加させる。プラズマ中のイオンはアノード電圧で後
押しされ、さらにまた基板113に印加された負のバイ
アスにより引き付けられる。
30Å以内に9at%の窒素が存在するように窒素ガス
を用いて窒素プラズマ処理を施して、膜の表面に高濃度
の窒素含有層を有する8nmの保護膜を作成した。保護
膜表面の水に対する接触角は約25度で安定した。図4
は、プラズマ処理後の放置時間に対する水の接触角の変
化を示す。
名、アウジモント社製)を塗布して2nmの液体潤滑層
を形成した。
ったところ、ヘッドの浮上が安定になり、良品率が約8
0%であった。
金基板上に、Ni−Pめっきを施し、その上にスパッタ
法で20nmのCr下地層および20nmのCo磁性層
を成膜した。さらにその上に、実施例1のフィラメント
方式イオンビーム−CVDに代えて、以下に詳述される
ホローカソード方式イオンビーム−CVDにより、エチ
レン(C2H4)を原料ガスとして用いてDLC膜を成膜
した。
である。装置は、ホローカソード210、アノード電極
211、マグネット212で構成され、ホローカソード
210より発生した熱電子はアノード電圧によりアノー
ド側に引き付けられ、アノード側から導入されたArガ
スと衝突し、Ar+を発生させ、アノード電圧により押
し出されたAr+はガスと衝突し、プラズマを発生させ
る。マグネット212はプラズマ密度を制御する。プラ
ズマ中のイオンもアノード電圧で基板側へ押し出され
る。
30Å以内に18at%の窒素が存在するように窒素ガ
スを用いて窒素プラズマ処理を施して、膜の表面に高濃
度の窒素含有層を有する8nmの保護膜を作成した。保
護膜表面の水に対する接触角は約12度で安定した。図
6は、プラズマ処理後の放置時間に対する水の接触角の
変化を示す。
名、アウジモント社製)を塗布して2nmの液体潤滑層
を形成した。
ったところ、ヘッドの浮上が安定になり、良品率が約8
0%であった。
概略断面図である。本比較例では、図2に示すように、
アルミ合金基板上に、Ni−Pめっきを施し、その上に
スパッタ法でCr下地層およびCo磁性層を成膜し、さ
らにその上にプラズマCVD法でDLC保護膜を成膜し
た。保護膜表面の水に対する接触角は約65度であっ
た。
名、アウジモント社製)を塗布して2nmの液体潤滑層
を形成した。
ったところ、ヘッドの浮上が不安定になり、良品率が約
0%であった。
付近に高濃度の窒素含有層を形成することにより、保護
膜表面の表面エネルギーを大きくして液体潤滑剤に対す
る濡れ性を高めた保護膜を提供することができる。その
ような保護膜を具える磁気記録媒体は、潤滑剤による
「だまり」の発生を防ぐことができるため、ヘッドへの
潤滑剤の移着がなく、ヘッドの浮上を安定にすることが
できる。したがって、本発明は、磁気記録の一層の高密
度化に十分に対応できる高信頼性の磁気記録媒体を提供
することができる。
略図である。
図である。
ズマ処理後の放置時間に対する水の接触角の変化を示す
グラフである。
理図である。
ズマ処理後の放置時間に対する水の接触角の変化を示す
グラフである。
験合格範囲および信頼性試験(GHT)合格範囲との関
係を示す図である。
接触角との関係を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体であって、前記保護膜は、
水に対する接触角が10〜30度である表面を有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体であって、前記保護膜は、
水に対する接触角が12〜25度である表面を有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項3】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体であって、前記保護膜は、
該膜の表面から30Å以内に窒素濃度が6〜20at%
である窒素含有層を具えることを特徴とする磁気記録媒
体。 - 【請求項4】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体であって、前記保護膜は、
該膜の表面から30Å以内に窒素濃度が9〜18at%
である窒素含有層を具えることを特徴とする磁気記録媒
体。 - 【請求項5】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体において、該保護膜の濡れ
性を改良する方法であって、前記保護膜の表面から30
Å以内に窒素濃度が6〜20at%である窒素含有層を
設けることを特徴とする保護膜の濡れ性を改良する方
法。 - 【請求項6】 非磁性基板上にそれぞれ少なくとも1層
の順次積層された磁性膜、カーボン保護膜、および液体
潤滑層を有する磁気記録媒体において、該保護膜の濡れ
性を改良する方法であって、前記保護膜の表面から30
Å以内に窒素含有層を設けて保護膜表面の水に対する接
触角を10〜30度に調整することを特徴とする保護膜
の濡れ性を改良する方法。 - 【請求項7】 前記窒素含有層は、窒素プラズマ処理に
より設けられることを特徴とする請求項5または6に記
載の保護膜の濡れ性を改良する方法。
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