JP2636734B2 - 磁気ディスク - Google Patents
磁気ディスクInfo
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- JP2636734B2 JP2636734B2 JP11522394A JP11522394A JP2636734B2 JP 2636734 B2 JP2636734 B2 JP 2636734B2 JP 11522394 A JP11522394 A JP 11522394A JP 11522394 A JP11522394 A JP 11522394A JP 2636734 B2 JP2636734 B2 JP 2636734B2
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- Japan
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- protective film
- magnetic disk
- phase
- nitrogen
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータなどに用い
られる磁気ディスクに関するものである。
られる磁気ディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報記憶ファイルの分野におい
て、高記録密度化が着実に向上している。磁気ディスク
装置では、情報を読み書きする磁気ヘッドと情報を保持
している記録媒体との間隔を小さくすることが高密度化
の重要な要素の一つとなっている。一方、磁気ヘッドと
記録媒体との摩擦・摩耗による劣化の防止を目的として
記録媒体上に保護膜が設けられている（例えば特開平１
−２８２７２３号公報など）。さらなる高記録密度実現
のためには、この保護膜の厚さを低減する必要がある。
膜厚の小さい保護膜を用いた磁気ディスク装置では、磁
気ヘッドとの接触・摺動によって、保護膜の剥離・損傷
および磁気ヘッドとディスクとの摩擦係数の増加による
記録・再生不能などの状態に陥ることがあった。これを
回避するために、たとえば特開昭６０−２５３０２１号
公報に開示されたように、保護膜に窒化炭素膜を用いる
ことが行われていた。
て、高記録密度化が着実に向上している。磁気ディスク
装置では、情報を読み書きする磁気ヘッドと情報を保持
している記録媒体との間隔を小さくすることが高密度化
の重要な要素の一つとなっている。一方、磁気ヘッドと
記録媒体との摩擦・摩耗による劣化の防止を目的として
記録媒体上に保護膜が設けられている（例えば特開平１
−２８２７２３号公報など）。さらなる高記録密度実現
のためには、この保護膜の厚さを低減する必要がある。
膜厚の小さい保護膜を用いた磁気ディスク装置では、磁
気ヘッドとの接触・摺動によって、保護膜の剥離・損傷
および磁気ヘッドとディスクとの摩擦係数の増加による
記録・再生不能などの状態に陥ることがあった。これを
回避するために、たとえば特開昭６０−２５３０２１号
公報に開示されたように、保護膜に窒化炭素膜を用いる
ことが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護膜
として窒化炭素膜を用いる従来の磁気ディスクは、炭素
と窒素の組成比が原子比で１対３である。この従来の磁
気ディスクでは保護膜厚が２０nm以下になるとヘッドと
ディスクの摩擦・摩耗によって保護膜の剥離・損傷が進
行するという重大な問題点があった。
として窒化炭素膜を用いる従来の磁気ディスクは、炭素
と窒素の組成比が原子比で１対３である。この従来の磁
気ディスクでは保護膜厚が２０nm以下になるとヘッドと
ディスクの摩擦・摩耗によって保護膜の剥離・損傷が進
行するという重大な問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、上記問題点を解決した、
高記録密度で高信頼性の磁気ディスクを提供することに
ある。
高記録密度で高信頼性の磁気ディスクを提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、記録媒体であ
る磁性層上に保護膜を有する磁気ディスクにおいて、保
護膜としてアモルファス相と結晶相を含み、保護膜全体
の組成として炭素と窒素の原子比が１対１から３対４の
範囲である材料を用いることを特徴としている。又、さ
らに好適には、結晶相中にβ−Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜
１．０）を含有していることを特徴とする磁気ディスク
である。
る磁性層上に保護膜を有する磁気ディスクにおいて、保
護膜としてアモルファス相と結晶相を含み、保護膜全体
の組成として炭素と窒素の原子比が１対１から３対４の
範囲である材料を用いることを特徴としている。又、さ
らに好適には、結晶相中にβ−Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜
１．０）を含有していることを特徴とする磁気ディスク
である。
【０００６】
【作用】磁気ディスクの保護膜の耐久性は、材料自身の
硬度、繰り返し応力を付加したときの疲労耐久性、保護
膜と磁性層との付着力などに関係している。新しい材料
として、ニウ他、サイエンス（Ｃ．Ｎｉｕ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ）第２６１巻、３３４頁（１９９
３年）に開示されたβ−Ｃ3 Ｎ4 が開発された。β−Ｃ
3 Ｎ4 は高硬度であるが結晶であるために表面粗さが大
きく、保護膜の薄膜化に伴い耐久性が低下する。結晶粒
の制御を行うために、膜の作製条件や組成を変化させて
検討した結果、わずかに窒素欠損させるとよいことを見
い出した。窒素欠損によって結晶相の一部がアモルファ
ス化して、結晶相とアモルファス相の混合相となり、薄
膜表面の平坦化および緻密化を促進する。それによっ
て、薄膜の硬度、付着力が増加し、高耐久性の保護膜を
用いた磁気ディスクが実現される。また、結晶相として
は必ずしもβ−Ｃ3 Ｎ4 だけしか用いることができない
わけではなく、β−Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜１．０）も用
いることができる。これはβ−Ｃ3 Ｎ4 結晶では炭素対
窒素が１対１まではβ−Ｃ3 Ｎ4 構造を保持しているこ
とが理由であると考えられる。さらには、結晶相として
は混合結晶相も用いることができ、α相とβ−Ｃ3 Ｎ4
の混合結晶相、α相とβ−Ｃ3 Ｎ4-x の混合結晶相、Ｃ
Ｎ3 とβ−Ｃ3 Ｎ4 の混合結晶相およびＣＮ3 とβ−Ｃ
3 Ｎ4-x の混合結晶相などがある。これらの混合結晶相
では保護膜としての硬度や付着力は、β−Ｃ3 Ｎ4 また
はβ−Ｃ3 Ｎ4-x の特性がおもに発現するためであるこ
とを見い出した。さらには、保護膜としての特性として
の硬度や付着力等は保護膜全体の組成として炭素対窒素
の原子比が１対１から３対４の範囲であることが重要で
あることを見い出した。
硬度、繰り返し応力を付加したときの疲労耐久性、保護
膜と磁性層との付着力などに関係している。新しい材料
として、ニウ他、サイエンス（Ｃ．Ｎｉｕ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ）第２６１巻、３３４頁（１９９
３年）に開示されたβ−Ｃ3 Ｎ4 が開発された。β−Ｃ
3 Ｎ4 は高硬度であるが結晶であるために表面粗さが大
きく、保護膜の薄膜化に伴い耐久性が低下する。結晶粒
の制御を行うために、膜の作製条件や組成を変化させて
検討した結果、わずかに窒素欠損させるとよいことを見
い出した。窒素欠損によって結晶相の一部がアモルファ
ス化して、結晶相とアモルファス相の混合相となり、薄
膜表面の平坦化および緻密化を促進する。それによっ
て、薄膜の硬度、付着力が増加し、高耐久性の保護膜を
用いた磁気ディスクが実現される。また、結晶相として
は必ずしもβ−Ｃ3 Ｎ4 だけしか用いることができない
わけではなく、β−Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜１．０）も用
いることができる。これはβ−Ｃ3 Ｎ4 結晶では炭素対
窒素が１対１まではβ−Ｃ3 Ｎ4 構造を保持しているこ
とが理由であると考えられる。さらには、結晶相として
は混合結晶相も用いることができ、α相とβ−Ｃ3 Ｎ4
の混合結晶相、α相とβ−Ｃ3 Ｎ4-x の混合結晶相、Ｃ
Ｎ3 とβ−Ｃ3 Ｎ4 の混合結晶相およびＣＮ3 とβ−Ｃ
3 Ｎ4-x の混合結晶相などがある。これらの混合結晶相
では保護膜としての硬度や付着力は、β−Ｃ3 Ｎ4 また
はβ−Ｃ3 Ｎ4-x の特性がおもに発現するためであるこ
とを見い出した。さらには、保護膜としての特性として
の硬度や付着力等は保護膜全体の組成として炭素対窒素
の原子比が１対１から３対４の範囲であることが重要で
あることを見い出した。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の記録ディスクの基本構成を示す断面図で、
１は基板、２は下地層、３は磁性層、４は保護膜、５は
潤滑層である。
１は本発明の記録ディスクの基本構成を示す断面図で、
１は基板、２は下地層、３は磁性層、４は保護膜、５は
潤滑層である。
【０００８】基板１は、アルミ合金を用いた。下地層２
は、メッキ法により形成したＮｉ−Ｐを用いた。磁性層
３は、ＣｏＮｉＣｒをスパッタ法により６０nm成膜し
た。潤滑層５は、パーフルオロポリエーテル系の材料を
用いた。
は、メッキ法により形成したＮｉ−Ｐを用いた。磁性層
３は、ＣｏＮｉＣｒをスパッタ法により６０nm成膜し
た。潤滑層５は、パーフルオロポリエーテル系の材料を
用いた。
【０００９】なお、上記基板１、下地層２、磁性層３お
よび潤滑層５の種類、形成方法などは特に限定されるも
のではなく、公知の材料、形成方法を特別な制限なく用
いることができる。
よび潤滑層５の種類、形成方法などは特に限定されるも
のではなく、公知の材料、形成方法を特別な制限なく用
いることができる。
【００１０】保護膜４は、電子サイクロトロン共鳴スパ
ッタ装置により形成した。スパッタ装置のターゲットと
して炭素を用いた。スパッタガスとしては、アルゴンと
窒素の混合ガスを用いた。スパッタガス圧は、全圧を
０．０１〜２ｍｔｏｒｒとした。窒素の分圧は窒素欠損
量などに関係しており、１０％〜８０％の間で変化させ
た。投入電圧は３００Ｗとした。膜厚は１０nmとした。
保護膜の全体の組成をＣ3 Ｎ4-y と表し、ｙを保護膜全
体組成の窒素欠損量と定義する。形成されたＣ3Ｎ4-y
保護膜の組成を光電子分光法により測定した結果、スパ
ッタガスの窒素分圧が８０％のとき窒素欠損量ｙ＝０．
０、窒素分圧が１０％のとき窒素欠損量ｙ＝１．０とな
り、窒素分圧の増加にともなって窒素欠損量ｘの値は減
少した。スパッタガスの窒素分圧を変化させたときに形
成する保護膜全体の組成および析出結晶相の組成を表１
に示す。
ッタ装置により形成した。スパッタ装置のターゲットと
して炭素を用いた。スパッタガスとしては、アルゴンと
窒素の混合ガスを用いた。スパッタガス圧は、全圧を
０．０１〜２ｍｔｏｒｒとした。窒素の分圧は窒素欠損
量などに関係しており、１０％〜８０％の間で変化させ
た。投入電圧は３００Ｗとした。膜厚は１０nmとした。
保護膜の全体の組成をＣ3 Ｎ4-y と表し、ｙを保護膜全
体組成の窒素欠損量と定義する。形成されたＣ3Ｎ4-y
保護膜の組成を光電子分光法により測定した結果、スパ
ッタガスの窒素分圧が８０％のとき窒素欠損量ｙ＝０．
０、窒素分圧が１０％のとき窒素欠損量ｙ＝１．０とな
り、窒素分圧の増加にともなって窒素欠損量ｘの値は減
少した。スパッタガスの窒素分圧を変化させたときに形
成する保護膜全体の組成および析出結晶相の組成を表１
に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】形成した保護膜の膜質を評価するためにＸ
線回折測定および膜表面の原子間力顕微鏡観察を行っ
た。窒素欠損量ｘ＝０．０の膜では、β相のＸ線回折が
明瞭に観察され、原子間力顕微鏡観察から結晶粒の大き
さは０．１ミクロン程度で平均表面粗さＲａは２０nmで
あった。窒素欠損量ｘの増加にともないＸ線回折ピーク
がブロードになって非晶質度が増加し、表面形態につい
ても明瞭な結晶粒が観察しにくくなり表面粗さは小さく
なっていく傾向を示した。窒素欠損量ｙが０〜１．０の
間では保護膜は結晶相とアモルファス相の混合物となっ
ていた。結晶相としてはすべての組成に渡ってβ相が析
出していたが、窒素欠損量ｙが０．４２以上の組成では
α相とβ相の混合結晶相であった。さらには、窒素欠損
量ｙが１．０ではβ相とＣＮ3 の混合結晶相であった。
線回折測定および膜表面の原子間力顕微鏡観察を行っ
た。窒素欠損量ｘ＝０．０の膜では、β相のＸ線回折が
明瞭に観察され、原子間力顕微鏡観察から結晶粒の大き
さは０．１ミクロン程度で平均表面粗さＲａは２０nmで
あった。窒素欠損量ｘの増加にともないＸ線回折ピーク
がブロードになって非晶質度が増加し、表面形態につい
ても明瞭な結晶粒が観察しにくくなり表面粗さは小さく
なっていく傾向を示した。窒素欠損量ｙが０〜１．０の
間では保護膜は結晶相とアモルファス相の混合物となっ
ていた。結晶相としてはすべての組成に渡ってβ相が析
出していたが、窒素欠損量ｙが０．４２以上の組成では
α相とβ相の混合結晶相であった。さらには、窒素欠損
量ｙが１．０ではβ相とＣＮ3 の混合結晶相であった。
【００１３】比較のために保護膜としてカーボンを用い
た磁気ディスクを作製した。カーボン保護膜磁気ディス
クはマグネトロンスパッタ装置によって形成した。スパ
ッタ装置のターゲットとして炭素を用いた。スパッタガ
スとしては、アルゴンを用いた。スパッタガス圧は、１
０ｍｔｏｒｒとした。投入電圧は、３００Ｗとした。保
護膜厚は１０nmとした。比較試料磁気ディスクは、保護
膜以外の材料および作製条件は実施例に示した磁気ディ
スクとまったく同様にして作製した。
た磁気ディスクを作製した。カーボン保護膜磁気ディス
クはマグネトロンスパッタ装置によって形成した。スパ
ッタ装置のターゲットとして炭素を用いた。スパッタガ
スとしては、アルゴンを用いた。スパッタガス圧は、１
０ｍｔｏｒｒとした。投入電圧は、３００Ｗとした。保
護膜厚は１０nmとした。比較試料磁気ディスクは、保護
膜以外の材料および作製条件は実施例に示した磁気ディ
スクとまったく同様にして作製した。
【００１４】本発明による保護膜と比較試料について、
機械的耐久性と関係のある硬度について測定し、結果を
表２に示す。
機械的耐久性と関係のある硬度について測定し、結果を
表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】保護膜の窒素欠損量ｙの増加にともない膜
硬度は減少しているがｙ＝１．０で１２０ＧＰａの硬度
を有し、比較試料のカーボン保護膜と比較しても高い値
を示していることがわかる。
硬度は減少しているがｙ＝１．０で１２０ＧＰａの硬度
を有し、比較試料のカーボン保護膜と比較しても高い値
を示していることがわかる。
【００１７】本発明による磁気記憶体に対して、次のよ
うな機械的耐久性試験を行った。磁気ディスク上に磁気
ヘッドが形成されているスライダをセットした。スライ
ダの浮上量は０．０２５μm であり、磁気記憶体の記録
密度は３Ｇｂｉｔ／ｉｎ２である。磁気記憶体を静止状
態から回転数５４００回転／分まで４秒で上げ、１秒間
定速回転させ、その後、４秒かけて静止状態に戻す。１
秒間静止状態を保つ。これを１サイクルとして１０万回
繰り返した。この試験中、１サイクル毎にスライダにか
かる摩擦力を歪ゲージによって測定し、摩擦係数と耐久
性試験サイクルとの関係を求めた。結果は窒素欠損量ｙ
＝０〜１．０の範囲では窒素欠損量によらず、１０万サ
イクルまでは摩擦係数は０．３で一定値を示し増加は認
められなかった。窒素欠損量ｙ＝０．０〜０．２７では
保護膜の結晶相としてβ−Ｃ3 Ｎ4-x のみを含み、耐久
性試験５０万サイクルまで摩擦係数の変化が観察され
ず、特に良好であった。
うな機械的耐久性試験を行った。磁気ディスク上に磁気
ヘッドが形成されているスライダをセットした。スライ
ダの浮上量は０．０２５μm であり、磁気記憶体の記録
密度は３Ｇｂｉｔ／ｉｎ２である。磁気記憶体を静止状
態から回転数５４００回転／分まで４秒で上げ、１秒間
定速回転させ、その後、４秒かけて静止状態に戻す。１
秒間静止状態を保つ。これを１サイクルとして１０万回
繰り返した。この試験中、１サイクル毎にスライダにか
かる摩擦力を歪ゲージによって測定し、摩擦係数と耐久
性試験サイクルとの関係を求めた。結果は窒素欠損量ｙ
＝０〜１．０の範囲では窒素欠損量によらず、１０万サ
イクルまでは摩擦係数は０．３で一定値を示し増加は認
められなかった。窒素欠損量ｙ＝０．０〜０．２７では
保護膜の結晶相としてβ−Ｃ3 Ｎ4-x のみを含み、耐久
性試験５０万サイクルまで摩擦係数の変化が観察され
ず、特に良好であった。
【００１８】比較として、カーボン保護膜磁気ディスク
について同様な機械的耐久性試験を行った。比較試料で
は４０００サイクルで摩擦係数が増加し始め、８０００
サイクルで磁気ディスクに傷がつくヘッドクラッシュが
発生した。
について同様な機械的耐久性試験を行った。比較試料で
は４０００サイクルで摩擦係数が増加し始め、８０００
サイクルで磁気ディスクに傷がつくヘッドクラッシュが
発生した。
【００１９】したがって、本発明の磁気ディスクでは、
従来の磁気ディスクと比較して少なくとも２５倍の耐久
性が達成され、高記録密度および高信頼性を確保するこ
とができた。
従来の磁気ディスクと比較して少なくとも２５倍の耐久
性が達成され、高記録密度および高信頼性を確保するこ
とができた。
【００２０】
【発明の効果】以上本発明によれば、記録媒体である磁
性層上に保護膜を有する磁気ディスクにおいて、保護膜
としてアモルファス相と結晶相を含み、保護膜全体の組
成として炭素と窒素の原子比が１対１から３対４の範囲
である材料を用い、又さらに好適には結晶相としてβ−
Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜１．０）を用いることによって、
記録媒体と磁気ヘッドスライダとの摩擦・摩耗を低減
し、高記録密度の磁気ディスクにおいて耐久性および信
頼性が著しく向上するという効果が得られた。
性層上に保護膜を有する磁気ディスクにおいて、保護膜
としてアモルファス相と結晶相を含み、保護膜全体の組
成として炭素と窒素の原子比が１対１から３対４の範囲
である材料を用い、又さらに好適には結晶相としてβ−
Ｃ3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜１．０）を用いることによって、
記録媒体と磁気ヘッドスライダとの摩擦・摩耗を低減
し、高記録密度の磁気ディスクにおいて耐久性および信
頼性が著しく向上するという効果が得られた。
【図１】本発明の磁気ディスク装置の断面図である。
１ 基板 ２ 下地層 ３ 磁性層 ４ 保護膜 ５ 潤滑層
Claims (2)
- 【請求項１】記録媒体である磁性層上に保護膜を有する
磁気ディスクにおいて、保護膜として炭素と窒素の原子
比が１対１から３対４の範囲であり、かつアモルファス
相と結晶相よりなる材料を用いることを特徴とする磁気
ディスク。 - 【請求項２】請求項１記載の保護膜の結晶相中にβ−Ｃ
3 Ｎ4-x （ｘ＝０〜１．０）を含有していることを特徴
とする磁気ディスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11522394A JP2636734B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11522394A JP2636734B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ディスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320256A JPH07320256A (ja) | 1995-12-08 |
| JP2636734B2 true JP2636734B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=14657413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11522394A Expired - Fee Related JP2636734B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 磁気ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636734B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7279239B2 (en) | 2002-08-07 | 2007-10-09 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Laminating product including adhesion layer and laminate product including protective film |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403194B1 (en) | 1998-09-03 | 2002-06-11 | Hitachi, Ltd. | Magnetic recording medium, process for producing same and magnetic disc apparatus |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11522394A patent/JP2636734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7279239B2 (en) | 2002-08-07 | 2007-10-09 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Laminating product including adhesion layer and laminate product including protective film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07320256A (ja) | 1995-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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