JP2004054973A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板からのアルカリ金属のマイグレーションに起因する欠陥が磁性膜に発生することを防止するアルカリ金属ストッパー層としての硬質炭素膜が、ガラス基板およびＮｉ−Ｐ膜に対して十分な密着強度を有する磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】ガラス基板上に硬質炭素膜、Ｎｉ−Ｐ膜、磁性膜、保護膜および潤滑膜が順次積層されてなる磁気記録媒体において、ガラス基板と硬質炭素膜との間にＳｉを主成分とする第一の密着層、または硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との間にＴｉを主成分とする第二の密着層の少なくとも一方を有するように構成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法に関するものであり、特に磁性膜における欠陥の発生の原因となるＮａ等のアルカリ金属によるコンタミネーションを防止するため、および磁性膜の剥離を防止するための構成とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のハードディスク装置等の磁気記録装置の記録密度の上昇は著しく、高記録密度化に伴う記録ビットの微小化により、磁気記録媒体の低欠陥化の必要性が求められている。
このような磁気記録媒体の低欠陥化の要請に応えるためには、加工時に傷の発生しやすいＡｌ合金を基板として用いることは不適当であり、現在ではガラス基板の採用が主流になりつつある。
【０００３】
磁気記録媒体用のガラス基板としては、欠陥の原因となる磁性膜を構成する金属磁性層へＮａ等のアルカリ金属がマイグレーションすることによる汚染を防止するために、高価なアルミノシリケートガラスが用いられている。
アルミノシリケートガラスに対しては、機械的強度を高めるためにＫＯＨの熱溶融液中に浸漬するいわゆるアルカカリ溶融塩処理を行い、Ｎａイオンを原子半径の大きなＫイオンと置換して格子定数を変えることで、表面に圧縮応力を発生させている。
【０００４】
しかし、アルミノシリケートガラスを用いた基板は、それ自体高価であるとともに、上述のアルカリ溶融塩処理を行っているにも拘らず、記録ビットの微小化に伴って微小な欠陥が問題となるので、汚染の防止は十分ではなくなってきた。一方、安価なソーダ石灰ガラス、すなわち、いわゆる青板ガラスはアルミノシリケートガラス以上に汚染が多く、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）ヘッド世代以降のハードディスク装置においては実用的ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この課題に対し、例えば特願平１２−３７８６００には、ソーダ石灰ガラスからなるガラス基板と磁性膜との間にＮｉ−Ｐ膜およびアルカリ金属ストッパー層としてダイヤモンドライクカーボン膜（以下硬質炭素膜と称す）を、硬質炭素膜と磁性膜との間にＣｕ膜を設けた磁気記録媒体が開示されている。
【０００６】
従来の磁気記録媒体の概略的断面図（１）を図２に示す。ここで、符号１はガラス基板、９はＣｒ膜、３は硬質炭素膜、５はＮｉ−Ｐ膜、１４はＣｕ下地膜、６は磁性膜、７は保護膜、８は潤滑膜をそれぞれ示している。
すなわち、ガラス基板１と磁性膜６との間にアルカリ金属ストッパ層としての硬質炭素膜３を介在させることにより、ガラス基板１からのアルカリ金属のマイグレーションに起因する欠陥が磁性膜６に発生することがなくなり、このことによって安価なガラス基板の使用が可能となる。また、アルカリ金属ストッパー層として機能する硬質炭素膜３は高硬度であるので、ガラス基板１の機械的強度を高めることができるとしている。
【０００７】
しかしながら上記の構成で作製した磁気記録媒体は、８０℃で９５％ＲＨ（湿度）の雰囲気中に１２時間放置した際には腐蝕痕が発生しなかったが、ＭＩＬ規格の温湿度サイクル試験（温度：−１０〜６５℃、湿度：〜９２％ＲＨ）を行ったところ、ほぼ全数で剥離が発生した。
すなわちこの構成では、ガラス基板の上に０．０５μｍのＣｒ密着層を介して厚さが１０μｍのＮｉおよびＰからなるアモルファス状のＮｉ−Ｐ膜を設けて機械的強度を高めており、さらにその上に厚さが１００ｎｍの硬質炭素膜を成膜しているが、ガラス基板とアルカリ金属ストッパー層との間に形成したＣｒ膜、Ｎｉ−Ｐ膜では密着性が十分ではなく、熱膨張係数および／または格子定数の違いがあるために剥離が発生したものと推察した。
【０００８】
また、上記の課題に対し、例えば特開平８−２２６１６には、磁性膜から発生するノイズを低減した強化ガラス系／結晶化ガラス系／カーボン系などの非金属系の基板上に設けた非磁性金属膜からなる第一のプリコート層と、この第一のプリコート層上に、第一のプリコートの凹凸を吸収するように設けたＣＶＤ（化学的気相成長）プリコート層と、このＣＶＤプリコート層上に形成した磁性層および保護膜とを含むことを特徴とする非金属系の基板を用いた磁気ディスクが開示されている。
【０００９】
図３に、従来の磁気記録媒体の概略的断面図（２）を示す。ここで、符号２１は非金属基板、２２は非磁性金属プリコート膜、２３はＣＶＤプリコート膜、２４はＣｒ下地膜、６は磁性膜、７は保護膜をそれぞれ示している。
しかし、ここでは非金属基板２１として高価な強化ガラスや結晶化ガラスを用いた磁気ディスクであり、安価なソーダ石灰ガラスについては言及しておらず、かつ非金属基板２１の直上に形成するのは非磁性金属プリコート膜２２であり、非金属基板２１との密着性については言及していない。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の剥離という問題点を解決するために、ガラス基板からのアルカリ金属のマイグレーションに起因する欠陥が磁性膜に発生することを防止するアルカリ金属ストッパー層としての硬質炭素膜が、ガラス基板およびＮｉ−Ｐ膜に対して十分な密着強度を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上に述べた課題は、本発明の請求項１によれば、ガラス基板上に硬質炭素膜、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）膜、磁性膜、保護膜および潤滑膜が順次積層されてなる磁気記録媒体において、該ガラス基板と該硬質炭素膜との間にＳｉ（シリコン）を主成分とする第一の密着層、または該硬質炭素膜と該Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）膜との間にＴｉ（チタン）を主成分とする第二の密着層の少なくとも一方を有するように構成した磁気記録媒体によって達成される。
【００１２】
すなわち、Ｓｉを主成分とする第一の密着層をガラス基板と硬質炭素膜との間に設けるようにしている。またＴｉを主成分とする第二の密着層を硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との間に設けるようにしている。そして両密着層を設けるか、両密着層のそれぞれを別個に設けるようにしている。
第一の密着層または第二の密着層を設けることにより、ガラス基板と硬質炭素膜または硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との熱膨張係数および／または格子定数の違いのために剥離が発生することを防止することができると考える。
【００１３】
その結果、ガラス基板と硬質炭素膜との間にＳｉを主成分とする第一の密着層を配置することによってガラス基板と硬質炭素膜との密着性が良くなり、実用に耐える強度を有する磁気記録媒体とすることができ、また、硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との間にＴｉを主成分とする第二の密着層を配置することによって硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との密着性が良くなり、実用に耐える強度を有する磁気記録媒体とすることができる。
【００１４】
また、上に述べた課題は、本発明の請求項２によれば、請求項１記載の磁気記録媒体において、該硬質炭素膜の硬さが８ＧＰａ（Ｇｉｇａ　Ｐａｓｃａｌ）以上であることを特徴とする磁気記録媒体とすることで達成される。
すなわち、硬質炭素膜の硬さを８ＧＰａ以上とすることで、アルカリ金属の拡散を抑えることができる。本発明者らは、一定以上の硬度を有する炭素膜は、アルカリ金属の拡散を抑えることが可能であることを見いだした。これは硬質炭素膜が化学的に不活性な膜であることに加え、高硬度の膜は炭素のｓｐ３、ｓｐ２結合が高密度に充填されているためであると考える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、表１に示す組成で酸化物を混合して加熱し、酸化物ガラスを作製した。その後、熱間プレスで板状に成形したガラスを作製した。そして、表面を研磨してＲａ（中心線平均あらさ）で５Å以下になるようにし、これをガラス基板として用いた。
【００１６】
【表１】

〔実施例〕
図１に、本発明による磁気記録媒体の概略的断面図を示す。ここで、符号１はガラス基板、２は第一の密着層、３は硬質炭素膜、４は第二の密着層、５はＮｉ−Ｐ膜、６は磁性膜、７は保護膜、８は潤滑膜をそれぞれ示している。
【００１７】
表面を研摩してＲａで５Å以下となるようにした表１に示す成分のガラス基板１の表面に、スパッタ法を用いて硬質炭素膜３の成膜を開始するのと同時にＳｉのスパッタを開始し、その後次第に硬質炭素の量を増やしながら同時スパッタすることでＳｉが傾斜組成を持つようにＳｉと硬質炭素とからなる第一の密着層２を１０ｎｍ成膜し、続いて硬質炭素膜３を３０ｎｍ成膜した。
【００１８】
次いでＴｉのスパッタを次第に硬質炭素の量を減少しながら１０ｎｍ形成し、Ｔｉが傾斜組成をもつようにＴｉと硬質炭素とからなる第二の密着層４を１０ｎｍ成膜した。次いでＮｉ−Ｐ膜５（Ｎｉ：８０％、Ｐ：２０％）をスパッタ法を用いて０．５μｍ成膜した。この時のＳｉおよび硬質炭素膜およびＴｉの成膜条件を表２に示す。
【００１９】
なお、これと同時にＳｉ基板に成膜した硬質炭素膜をトライボスコープ（Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製）で硬さの測定を行ったところ、１７ＧＰａであった。
【００２０】
【表２】

この条件で作製した膜を恒温槽中に７５℃、湿度８５％の雰囲気で１００時間放置し、放置後の表面に存在する化学種をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）で評価した。その結果、Ｎａ、Ｍｇなどは検出限界の１％以下であった。
【００２１】
また、この条件を用いて作製した磁気記録媒体をＭＩＬ規格に則った条件で試験を行ったところ、全数で剥離は発生しなかった。
図１と図２、３とを比較すると、ガラス基板１と硬質炭素膜３との間に形成する第一の密着層２は、金属であるＣｒ密着膜とＮｉ−Ｐ膜で形成するよりも、Ｓｉを主成分とするもので形成する方が密着性を向上させること、および硬質炭素膜３とＮｉ−Ｐ膜５との間に形成する第二の密着層４は、金属であるＣｕ補強層よりもＴｉを主成分とするもので形成する方が密着性を向上させることを見いだした。これは、前述したように、熱膨張係数または格子定数の違いが密着性に影響しているものと推察できる。
【００２２】
〔参考例１〕
実施例と同じ条件で作製したガラス基板１の表面に、スパッタ法を用いて硬質炭素膜３の成膜を開始するのと同時にＳｉのスパッタを開始することによって、ガラス基板１の表面に炭素を含有し、ＳｉＣからなる第一の密着層２を１０ｎｍ成膜し、続いて硬質炭素膜３を３０ｎｍ成膜した。
【００２３】
次いでＮｉ−Ｐ膜５をスパッタ法を用いて０．５μｍ成膜した。この時のＳｉおよび硬質炭素膜の成膜条件を表３に示す。なお、これと同時にＳｉ基板に成膜した硬質炭素膜をトライボスコープで硬さの測定を行ったところ、１７ＧＰａであった。
【００２４】
【表３】

この条件で作製した膜を恒温槽中に７５℃、湿度８５％の雰囲気で１００時間放置し、放置後の表面に存在する化学種をＥＤＸで評価した。その結果、Ｎａ、Ｍｇなどは検出限界の１％以下であった。
【００２５】
また、この条件で作製した磁気記録媒体をＭＩＬ規格に則った条件で試験を行ったところ、ほぼ１／３で剥離が発生した。
〔参考例２〕
実施例と同じ条件で作製したガラス基板１の表面に、スパッタ法を用いて実施例と硬さの異なる硬質炭素膜３の成膜を開始するのと同時にＳｉのスパッタを開始することによって、ガラス基板１の表面に炭素を含有し、ＳｉＣからなる第一の密着層２を１０ｎｍ成膜し、続いて硬質炭素膜３を３０ｎｍ成膜した。
【００２６】
次いでＮｉ−Ｐ膜５をスパッタ法を用いて０．５μｍ成膜した。この時のＳｉおよび硬質炭素膜の成膜条件を表４に示す。なお、これと同時にＳｉ基板に成膜した硬質炭素膜をトライボスコープで硬さの測定を行ったところ、８ＧＰａであった。
【００２７】
【表４】

この条件で作製した膜を恒温槽中に７５℃、湿度８５％の雰囲気で１００時間放置し、放置後の表面に存在する化学種をＥＤＸで評価した。その結果、Ｎａ、Ｍｇなどは検出限界の１％以下であった。
【００２８】
また、この条件を用いて作製した磁気記録媒体をＭＩＬ規格に則った条件で試験を行ったところ、ほぼ１／３で剥離が発生した。
比較のために硬度の低い炭素膜を１０ｎｍ成膜した。この時の成膜条件を表５に示す。なお、これと同時にＳｉ基板に成膜した硬質炭素膜をトライボスコープで硬さの測定を行ったところ、５ＧＰａであった。
【００２９】
【表５】

この条件で作製した膜を恒温槽中に７５℃、湿度８５％の雰囲気で１００時間放置し、放置後の表面に存在する化学種をＥＤＸで評価した。その結果、検出されたＮａは８％であった。
【００３０】
この条件で作製した磁気記録媒体をＭＩＬ規格に則った条件で試験を行ったところ、ほぼ１／３で剥離が発生した。
また、表６に示す条件で成膜した硬さ６．３ＧＰａの硬度の比較的低い炭素膜（厚さ１０ｎｍ）のものを、上記と同じ条件で評価したところ、検出されたＮａは１．５％であった。
【００３１】
【表６】

このことから、アルカリ金属のマイグレーションを防止する硬質炭素膜は、硬さが８ＧＰａ以上であることが好ましいといえる。
参考例１では第一の密着層として炭素を含有したＳｉを、実施例ではさらに第二の密着層として炭素を含有したＴｉを用いたが、たとえば第一の密着層を形成せずに第二の密着層だけを形成するなどの種々の変形が可能である。
【００３２】
なお、硬質炭素膜を成膜する手法としてはスパッタ法を用いることができるが、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）などであってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス基板と硬質炭素膜との間にＳｉを主成分とする第一の密着層を有することによってガラス基板と硬質炭素膜との密着性が良くなり、実用に耐える強度を有する磁気記録媒体とすることができる。
【００３４】
また、硬質炭素膜とＮｉ−Ｐ膜との間にＴｉを主成分とする第二の密着層を有することによって硬質炭素膜とＮｉ−Ｐとの密着性が良くなり、実用に耐える強度を有する磁気記録媒体とすることができる。その結果、本発明は製品の安定化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気記録媒体の概略的断面図。
【図２】従来の磁気記録媒体の概略的断面図（１）
【図３】従来の磁気記録媒体の概略的断面図（２）
【符号の説明】
１　ガラス基板
２　第一の密着層
３　硬質炭素膜
４　第二の密着層
５　Ｎｉ−Ｐ膜
６　磁性膜
７　保護膜
８　潤滑膜
９　Ｃｒ膜
１４　Ｃｕ下地膜
２１　非金属基板
２２　非磁性金属プリコート膜
２３　ＣＶＤプリコート膜
２４　Ｃｒ下地膜

Claims (3)

1. ガラス基板上に硬質炭素膜、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）膜、磁性膜、保護膜および潤滑膜が順次積層されてなる磁気記録媒体において、
   該ガラス基板と該硬質炭素膜との間にＳｉ（シリコン）を主成分とする第一の密着層、または該硬質炭素膜と該Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）膜との間にＴｉ（チタン）を主成分とする第二の密着層の少なくとも一方を有する
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 請求項１記載の磁気記録媒体において、
   該硬質炭素膜の硬さが８ＧＰａ以上である
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
3. ガラス基板上に硬質炭素膜、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）膜、磁性膜、保護膜および潤滑膜が順次積層されてなる磁気記録媒体の製造方法において、
   該ガラス基板と該硬質炭素膜との間にＳｉ（シリコン）を主成分とする第一の密着層を形成する工程または該硬質炭素膜と該Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）層との間にＴｉ（チタン）を主成分とする第二の密着層を形成する工程の少なくとも一方を含む
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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