JP2701384B2 - Magnetic recording media - Google Patents

Magnetic recording media

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体、特に通常使用条件下におい
て耐久性に優れた薄膜型磁気記録媒体に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic recording medium, and more particularly to a thin-film magnetic recording medium having excellent durability under normal use conditions.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

薄膜型磁気記録媒体は、通常、金属もしくはそれらの
合金を塗布、メッキ、真空蒸着又はスパッタ法によって
非磁性基板上に被着して製造される。実際の使用時にお
いては、磁気ヘッドと磁気記録媒体との物理的接触、つ
まり摺動によって摩耗損傷を受ける。この結果、数々の
欠陥、例えば摩擦係数の上昇によるトルクの増大や音を
発するいわゆる鳴きが起きたりする。また、磁気特性上
も劣化を起こしたりする。
A thin-film magnetic recording medium is usually manufactured by coating a metal or an alloy thereof on a non-magnetic substrate by coating, plating, vacuum evaporation or sputtering. In actual use, the magnetic head and the magnetic recording medium are worn and damaged by physical contact, that is, sliding. As a result, a number of defects such as an increase in torque due to an increase in the coefficient of friction and a so-called squeal that generates a sound may occur. In addition, the magnetic properties may deteriorate.

上記の欠陥を解決する方法として、磁性層の上に保護
層を設けることが提案され、実施されている。一般的に
摩耗というのは、加えられる外力と摺動し合う材料力学
的材質に大きく依存するものである。従来の保護膜とし
ては、大別すると(1)炭素質膜、(2)は炭素質膜の
改質、例えばプラズマ重合等を始めとするフッ素化、
(3)炭素質膜以外の膜、例えば酸化膜、窒化膜、ほう
化膜等が挙げられる。
As a method for solving the above-mentioned defect, it has been proposed and implemented to provide a protective layer on the magnetic layer. Generally, abrasion largely depends on a mechanical material that slides with an applied external force. Conventional protective films can be roughly classified into (1) carbonaceous films, and (2) fluorination such as modification of carbonaceous films, such as plasma polymerization.
(3) Films other than carbonaceous films, such as oxide films, nitride films, and boride films.

(1)の炭素質膜といっても、ダイヤモンドライク薄
膜からアモルファス薄膜に至るまで、ヒッカース硬度で
も数百から数千に至るまで、幅広い構造及び物性を有し
ている。そしてこれらの膜の構造及び物性は、明らかに
製造方法に依存している。例えば、ダイヤモンドライク
カーボン膜の場合は、イオンビーム蒸着法、アーク放電
法、プラズマCVD法によることがほとんどである。しか
しながら、成膜時の磁性層の損傷を考えると、高エネル
ギー(数百eV以上)を与えたり、成膜時の磁性層の温度
が上昇しすぎるのは、磁気特性を悪くするので好ましく
ない。また、経済的にも磁性層とまったく異なる方法で
保護膜を形成するのは得策でない。一方、アモルファス
カーボン膜の場合は、炭化水素ガスを用いたプラズマCV
D法やグラファイトをターゲットとして、アルゴンガス
プラズマによるスパッタ法により製造される。製造条件
によっては若干のグラファイト微結晶相が見られたり、
sp3構造の存在が見られるが、これらは基本的にアモル
ファスであり、プラズマCVD法では、厳密にいうと水素
化アモルファスカーボン膜ということになる。このよう
に炭素質膜は、製造方法及び製造条件により構造と物性
を変化させることが可能であり、保護膜として用いられ
る理由の一つとなっている。
The carbonaceous film (1) has a wide range of structures and physical properties ranging from a diamond-like thin film to an amorphous thin film, and a Hickers hardness ranging from hundreds to thousands. The structure and physical properties of these films obviously depend on the manufacturing method. For example, in the case of a diamond-like carbon film, an ion beam evaporation method, an arc discharge method, and a plasma CVD method are mostly used. However, considering the damage of the magnetic layer at the time of film formation, applying high energy (several hundred eV or more) or excessively increasing the temperature of the magnetic layer at the time of film formation is not preferable because it deteriorates magnetic properties. In addition, it is not advisable to form the protective film by a method completely different from that of the magnetic layer in terms of economy. On the other hand, in the case of an amorphous carbon film, plasma CV using hydrocarbon gas is used.
Manufactured by sputtering using argon gas plasma with D method or graphite as the target. Depending on the manufacturing conditions, some graphite microcrystalline phases may be seen,
Although the existence of sp 3 structures is observed, these are basically amorphous, and in a plasma CVD method, strictly speaking, they are hydrogenated amorphous carbon films. As described above, the structure and physical properties of the carbonaceous film can be changed depending on the manufacturing method and the manufacturing conditions, and this is one of the reasons for being used as a protective film.

(2)の炭素質膜の改質は、プラズマ重合法を用いた
り、テフロンのターゲットを用いたスパッター法あるい
はCF4などのプロセスガスを反応分解させて表面処理す
ること等で行われている。この目的は、通常の炭素質膜
では得られない物性を得ようとするものであり、例えば
溌水性を向上させるものである。
Reforming carbonaceous film (2) is carried out by such or using plasma polymerization method, a sputtering method or process gas such as CF 4 with Teflon target reacted decomposed to a surface treatment. The purpose of this is to obtain physical properties that cannot be obtained with a normal carbonaceous film, for example, to improve water repellency.

(3)の炭素質以外の膜としては、数多く報告されて
おり、製造方法も、塗布後焼結する方法、プラズマCVD
法、スパッタ法あるいは反応性スパッタ法等広範にわた
っている。この目的は、炭素質膜よりもさらに磁性層と
の密着性を改良することや、容易に炭素質膜よりも高硬
度膜を作成したり、耐酸化性向上を図ることにより摩耗
を改善することにある。
There have been many reports of (3) non-carbon films, and the production method is a method of sintering after coating, plasma CVD.
, Sputtering, and reactive sputtering. The purpose is to improve the adhesion with the magnetic layer more than the carbonaceous film, to easily form a harder film than the carbonaceous film, and to improve wear by improving oxidation resistance. It is in.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

磁気記録媒体の使用時は、ディスクは停止状態から急
速に加速され、これに伴ない、浮上ヘッドに浮力が与え
られてヘッドは浮く。使用後は、磁気記録媒体を回転さ
せるモーターの電源が切断され、ヘッドと磁気記録媒体
とが物理的に接触をおこす。このような動作を頻繁に起
こさせて耐久性を調べる試験をコンタクトスタートスト
ップ(以下CSSと略す。)と呼ぶ。このCSSテストにおい
て従来の磁気記録媒体では、CSSの回数を重ねるにつれ
て摩擦係数が増加し、数千回にも満たないうちに、ドラ
イブのモーターが停止したり、あるいは、ヘッドが保護
膜に衝突して保護膜を破壊するヘッドクラッシュという
現象が生じたりする。
When the magnetic recording medium is used, the disk is rapidly accelerated from the stopped state, and accordingly, the buoyancy is given to the flying head so that the head floats. After use, the power of the motor for rotating the magnetic recording medium is turned off, and the head and the magnetic recording medium physically contact each other. A test in which such an operation is frequently performed to check the durability is called a contact start / stop (hereinafter abbreviated as CSS). In this CSS test, with conventional magnetic recording media, the coefficient of friction increases as the number of CSS cycles increases, and the drive motor stops or the head collides with the protective film within less than several thousand times. Or a head crash that destroys the protective film.

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、摩擦係数の大幅な増加を防ぎ、長年月の使用に
耐える磁気記録媒体を得ることを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a magnetic recording medium that prevents a large increase in the coefficient of friction and that can be used for many years.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の要旨は、非磁性基板上に薄膜磁性層及び炭素
質保護層を形成してなる磁気記録媒体において、炭素質
保護層中に周期律表第0族の元素が1原子%以上含有さ
れていることを特徴とする磁気記録媒体に存する。
The gist of the present invention is to provide a magnetic recording medium having a thin film magnetic layer and a carbonaceous protective layer formed on a nonmagnetic substrate, wherein the carbonaceous protective layer contains 1 atomic% or more of an element of Group 0 of the periodic table. The present invention resides in a magnetic recording medium.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明においては、磁気記録媒体の保護層である炭素
質膜の中に周期律表第0族の元素(以下希ガスと称す)
を含有させることを特徴とする。
In the present invention, an element belonging to Group 0 of the periodic table (hereinafter referred to as a rare gas) is contained in the carbonaceous film which is a protective layer of the magnetic recording medium.
It is characterized by containing.

希ガスとしてはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプ
トン、キセノン、ラドンが挙げられる。しかし、ヘリウ
ムは軽元素であり、しかも原子半径が小さいためスパッ
タ効率が低く、また、ラドンは放射性元素であり半減期
も短いので取扱いが困難である。残る元素のうち工業的
には、安価なアルゴンが最も好ましい。
Noble gases include helium, neon, argon, krypton, xenon, and radon. However, helium is a light element, and has a small atomic radius, resulting in low sputtering efficiency. Radon is a radioactive element and has a short half-life, which makes it difficult to handle. Among the remaining elements, inexpensive argon is most preferable industrially.

希ガスの含有量は炭素質膜中1原子%以上にする必要
がある。1原子%未満では、CSSテストにおけるヘッド
との摺動過程において炭素膜の摩耗速度が大きく、数千
回のCSS回数で、摩耗粉が見られたり、ディスクにキズ
が入ったりする。このため磁性層にダメージを与えた
り、ヘッドクラッシュの原因となったりする。また、さ
らに長期耐久性を向上させるためには、希ガスの含有量
を1.5原子%以上、好ましくは2原子%以上とすること
が好適であり、希ガスの含有量が多いほど、耐久性は向
上する傾向にある。
The content of the rare gas needs to be 1 atomic% or more in the carbonaceous film. If the content is less than 1 atomic%, the wear rate of the carbon film is high in the sliding process with the head in the CSS test, and the wear powder is seen or the disk is scratched after thousands of CSS times. This may damage the magnetic layer or cause a head crash. In order to further improve the long-term durability, the content of the rare gas is preferably 1.5 atomic% or more, and more preferably 2 atomic% or more. As the rare gas content increases, the durability increases. Tends to improve.

炭素質膜中に希ガスを含有させる方法としては、いく
つか考えられるが、大別すると(A)炭素質膜を成膜し
ながら希ガスを含有させる方法、(B)炭素質膜成膜後
に希ガスを打ち込んで含有させる方法に分けられる。
(A)の方法としては、プラズマCVD法、スパッタ法、
蒸着法あるいはイオンビーム蒸着法等が考えられる。具
体的には、プラズマCVD法の場合には、炭化水素ガス中
に希ガスを希釈し、プラズマ中で同時にイオン化させ、
磁性層側を電気的に負にして、希ガスの正イオンを呼び
込む方法あるいは、別途イオンガンより希ガスイオンを
電気的に加速して、磁性層上に成膜しつつある炭素質膜
にぶつける方法等が挙げられる。スパッタ法の場合に
は、意図的に炭素質膜の電位をイオンより相対的に低下
させることにより、スパッタリングに用いられる希ガス
イオンを炭素質膜中に積極的に取り込ませる方法が挙げ
られる。蒸着法およびイオンビーム蒸着法の場合も同様
に希ガスのプラズマを生成させて一部イオンを炭素質膜
中に引き込む方法、希ガスをイオン源より供給して炭素
質膜中に注入する方法等が挙げられる。一方、(B)の
方法としては、いわゆるイオンインプランテーションの
方法及び類似の方法が挙げられる。
There are several possible methods for causing the carbonaceous film to contain a rare gas. Roughly speaking, (A) a method of containing a rare gas while forming a carbonaceous film, and (B) a method of forming a carbonaceous film after formation. The method can be divided into a method in which a rare gas is injected and contained.
The method (A) includes a plasma CVD method, a sputtering method,
An evaporation method, an ion beam evaporation method, or the like is conceivable. Specifically, in the case of the plasma CVD method, a rare gas is diluted in a hydrocarbon gas and ionized simultaneously in plasma,
A method in which the magnetic layer side is made electrically negative to attract rare gas positive ions, or a method in which rare gas ions are electrically accelerated separately from an ion gun to strike the carbonaceous film being formed on the magnetic layer. And the like. In the case of the sputtering method, a method of intentionally lowering the potential of the carbonaceous film relative to the ions to positively incorporate rare gas ions used for sputtering into the carbonaceous film may be used. Similarly, in the case of the vapor deposition method and the ion beam vapor deposition method, a method of generating a plasma of a rare gas to partially draw ions into a carbonaceous film, a method of supplying a rare gas from an ion source and injecting it into the carbonaceous film, Is mentioned. On the other hand, the method (B) includes a so-called ion implantation method and a similar method.

ここで、炭素質膜中のアルゴン濃度はラザフォード後
方散乱(RBS)法によって求めることができる。具体的
には、炭素質膜をシリコン単結晶のような密度既知の基
板上に成膜し、RBSスペクトル上に現われる各原子に由
来するピークのエッジ高さを比べることにより各元素の
原子密度を算出する。(I)式は元素AのRBSスペクト
ルのピークのエッジ高さを与える。
Here, the argon concentration in the carbonaceous film can be determined by the Rutherford backscattering (RBS) method. Specifically, a carbonaceous film is formed on a substrate of known density, such as silicon single crystal, and the atomic density of each element is compared by comparing the edge heights of the peaks derived from each atom appearing on the RBS spectrum. calculate. Equation (I) gives the edge height of the peak of the RBS spectrum of element A.

HA=σΩQNt/cosθ ……(I) ここで、HAはピークの高さ、σは散乱断面積、Ωは
検出器の立体角、Qはイオン照射量、Nは原子密度、t
は膜厚、θは後方散乱角である。また元素AとBの原
子密度の比は(II)式のようになる。
In H A = σ A ΩQNt / cosθ A ...... (I) where, H A is the peak height, sigma A is the scattering cross section, Omega solid angle of the detector, Q is the ion irradiation amount, N represents the atomic density , T
The film thickness, is θ A is a rear scattering angle. The ratio between the atomic densities of the elements A and B is as shown in the following equation (II).

NA/NB=(HA/HB)・(σB) ……(II) 元素Bは密度既知の試料とし、本発明者らはシリコン
単結晶を用いた。
N A / N B = (H A / H B ) · (σ B / σ A ) (II) The element B was a sample with a known density, and the present inventors used a silicon single crystal.

また別の方法としては、蛍光X線分析によって、未知
試料とアルゴンの標準試料(イオン注入装置により定量
のアルゴンイオンを打ち込んだもの)とのX線強度比較
から、膜中のアルゴンの絶対量を求め、この値と膜の密
度よりアルゴン濃度を求めることもできる。両者の結果
は良く一致する。
As another method, the absolute amount of argon in the film is determined by comparing the X-ray intensity of an unknown sample and a standard sample of argon (which has been implanted with a fixed amount of argon ions by an ion implanter) by X-ray fluorescence analysis. The argon concentration can also be determined from this value and the film density. Both results agree well.

また、本発明においては、炭素質膜の硬度が1000Kgf/
mm2以上であることが好ましい。硬度が1000Kgf/mm2に満
たないとヘッドによるギズが入り易かったり、摩耗速度
が大きくなったりし易く、耐摩耗性が低下する傾向があ
る。
Further, in the present invention, the hardness of the carbonaceous film is 1000 kgf /
mm 2 or more. If the hardness is less than 1000 kgf / mm 2 , the head tends to be scratched, the wear rate tends to increase, and the wear resistance tends to decrease.

さらに、炭素質膜は保護層として機能するために耐摩
耗性とともに、磁性層を酸化から保護するために耐食性
も要求される。低密度の炭素質膜は、耐食性が悪く、水
蒸気等の磁性層を酸化させるガスを遮断するためには、
炭素膜が高密度で緻密であることが望ましい。本発明に
おいては、炭素質膜の密度は1.95g/cm2以上であること
が好ましい。密度が1.95g/cm2未満の場合は磁性層の劣
化が起こる可能性がある。
Further, the carbonaceous film is required not only to have abrasion resistance to function as a protective layer, but also to have corrosion resistance to protect the magnetic layer from oxidation. Low-density carbonaceous film has poor corrosion resistance, and in order to block gases that oxidize the magnetic layer such as water vapor,
It is desirable that the carbon film be dense and dense. In the present invention, the density of the carbonaceous film is preferably 1.95 g / cm 2 or more. If the density is less than 1.95 g / cm 2 , the magnetic layer may be deteriorated.

本発明において、非磁性基板としては例えばアルミニ
ウム合金、マグネシウム合金等の非磁性金属、ポリスル
フォン等の合成樹脂あるいはセラミックス、ガラス等が
磁気記録媒体の基板として通常用いられているものが使
用できる。
In the present invention, as the non-magnetic substrate, for example, a non-magnetic metal such as an aluminum alloy or a magnesium alloy, a synthetic resin such as polysulfone, ceramics, glass, or the like can be used which is usually used as a substrate for a magnetic recording medium.

これらの非磁性基板上に薄膜磁性層を形成するが、こ
れに先だって、リン化ニッケル等の非磁性金属薄膜を形
成してもよい。
The thin-film magnetic layer is formed on these non-magnetic substrates. Prior to this, a non-magnetic metal thin film such as nickel phosphide may be formed.

薄膜磁性層は、強磁性金属、例えばコバルト合金、鉄
合金等を無電解メッキ法、スパッタ法等公知の方法によ
って基体上に被着することにより形成される。
The thin-film magnetic layer is formed by depositing a ferromagnetic metal, for example, a cobalt alloy, an iron alloy, or the like on a substrate by a known method such as an electroless plating method or a sputtering method.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り実施例により限定
されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist thereof.

実施例1〜4および比較例1〜3 アルミニウム合金の基板上にコバルト合金の磁性薄膜
を形成した直径3.5インチの磁気ディスク上に、アルゴ
ン雰囲気中、成膜圧力5mTorr、ターゲットにかかるパワ
ー密度3.7W/cm2でグラファイトターゲットを用い、基板
側にかける負電位を0から−150Vの範囲で変化させて、
直流マグネトロンスパッタ法によりアルゴン含有量の異
なる厚さ40nmの炭素質保護層を形成した。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 On a 3.5 inch diameter magnetic disk having a cobalt alloy magnetic thin film formed on an aluminum alloy substrate, in an argon atmosphere, at a film forming pressure of 5 mTorr, and at a power density of 3.7 W applied to the target Using a graphite target at / cm 2 and changing the negative potential applied to the substrate side in the range of 0 to -150 V,
40 nm thick carbonaceous protective layers with different argon contents were formed by DC magnetron sputtering.

得られた磁気ディスクを用いてCSSテストを行った。C
SSサイクルは、ディスク回転を3600rpmまで加速し、360
0rpmで10秒間保護し、ブレーキによる減速の後、10秒間
停止させることを1サイクルとした。ヘッドとディスク
の間の摩擦係数が1を越えるか、あるいはヘッドまたは
ディスクにキズが入ったり、汚れが見られるまでのCSS
サイクルの回数を調べた。Al2O3・TiCのスライダーを持
つ薄膜ヘッドを用い、押し付け荷重15gで試験を行っ
た。また、保護膜上に潤滑剤は塗布しなかった。
A CSS test was performed using the obtained magnetic disk. C
The SS cycle accelerates the disk rotation to 3600 rpm,
One cycle was protection at 0 rpm for 10 seconds, and stopping for 10 seconds after deceleration by the brake. CSS until the coefficient of friction between the head and disk exceeds 1, or the head or disk is scratched or dirty
The number of cycles was determined. Using a thin film head having a slider of Al 2 O 3 .TiC, a test was performed with a pressing load of 15 g. Also, no lubricant was applied on the protective film.

結果を第1表に示す。例えば炭素質保護層中のアルゴ
ン含有量が0.2原子%の場合、CSSサイクル5000回で摩擦
係数が1を越え、10000回でヘッドクラッシュした。
The results are shown in Table 1. For example, when the argon content in the carbonaceous protective layer was 0.2 atomic%, the friction coefficient exceeded 1 in 5000 CSS cycles, and the head crashed in 10,000 cycles.

実施例5〜7 実施例1と同じコバルト合金薄膜を形成した磁気ディ
スク上に、高周波マグネトロンスパッタ法により、基板
側にかける負電位を増減して、アルゴン濃度の異なる炭
素質保護膜を有する磁気ディスクを作製し、CSSテスト
を行った。負電位の範囲を−20から−100V、成膜圧力5m
Torr、ターゲットにかかるパワー密度2.3W/cm2とし、他
の条件は実施例1と同様にして行った。結果を第2表に
示す。
Examples 5 to 7 On a magnetic disk on which the same cobalt alloy thin film as in Example 1 was formed, a magnetic disk having a carbonaceous protective film having a different argon concentration by increasing or decreasing the negative potential applied to the substrate side by a high-frequency magnetron sputtering method. Was prepared and a CSS test was performed. Negative potential range from -20 to -100V, deposition pressure 5m
Torr, the power density applied to the target was 2.3 W / cm 2 , and the other conditions were the same as in Example 1. The results are shown in Table 2.

実施例8〜10および比較例4 実施例1と同じコバルト合金薄膜を形成した磁気ディ
スク上に、直流マグネトロンスパッタ法により、基板側
に高周波電力をかけ、アルゴン濃度の異なる炭素質保護
膜を有する磁気ディスクを作製し、CSSテストを行っ
た。高周波電力の範囲を5から50W、膜厚、成膜圧力、
ターゲットにかかるパワー密度等他の条件は実施例1と
同様にして行った。結果を第3表に示す。
Examples 8 to 10 and Comparative Example 4 On a magnetic disk on which the same cobalt alloy thin film as in Example 1 was formed, high-frequency power was applied to the substrate side by DC magnetron sputtering, and a magnetic material having a carbonaceous protective film having a different argon concentration was used. A disk was prepared and a CSS test was performed. The range of high frequency power is 5 to 50W, film thickness, film forming pressure,
Other conditions such as the power density applied to the target were the same as in Example 1. The results are shown in Table 3.

実施例11 イオン注入法により、実施例1と同様の方法で形成し
た保護膜に、イオン注入法によりアルゴンイオンを入射
エネルギー40keV、注入量1×1017個/cm2で打ち込ん
だ。膜中のアルゴン含有量は2原子%程度となった。得
られる磁気ディスクを用いてCSSテストを行った。この
膜は20,000回までのCSSサイクルに耐えた。
Example 11 Argon ions were implanted into a protective film formed in the same manner as in Example 1 by ion implantation at an incident energy of 40 keV and an implantation amount of 1 × 10 17 / cm 2 by ion implantation. The argon content in the film was about 2 atomic%. A CSS test was performed using the obtained magnetic disk. This film withstood up to 20,000 CSS cycles.

実施例12および比較例5〜6 アルゴンの代わりに、キセノン雰囲気中とし、負電位
の範囲を−20から−80Vとしたこと以外は実施例1と同
様の方法により作製した炭素質保護膜を有する磁気ディ
スクにおいて、CSSテストを行った。結果を第4表に示
す。
Example 12 and Comparative Examples 5 to 6 In place of argon, a carbonaceous protective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the atmosphere was in a xenon atmosphere and the negative potential range was -20 to -80 V. A CSS test was performed on the magnetic disk. The results are shown in Table 4.

参考例 直径3.0インチのシリコンウエハー(100)上に、アル
ゴン雰囲気中、成膜圧力5mTorrターゲットにかかるパワ
ー密度3.7W/cm2でグラファイトターゲットを用い、基板
側にかける負電位を−20から−100Vの範囲で変化させ
て、直流マグネトロンスパッタ法により、アルゴン含有
量の異なる炭素質膜を形成した。
Reference Example On a silicon wafer (100) having a diameter of 3.0 inches, a graphite target was used at a power density of 3.7 W / cm 2 applied to a target under a deposition pressure of 5 mTorr in an argon atmosphere. , And carbonaceous films having different argon contents were formed by a DC magnetron sputtering method.

得られた炭素質膜のヌープ硬度、内部応力および密度
の測定結果を第5表に示す。
Table 5 shows the measurement results of Knoop hardness, internal stress, and density of the obtained carbonaceous film.

ヌープ硬度は、荷重を2gとしたこと以外はJIS Z2251
の微小硬さ試験方法に基づいて測定した。
Knoop hardness is JIS Z2251 except that the load is 2 g
Was measured based on the microhardness test method.

内部応力は、炭素質膜を形成する前と後のシリコンウ
エハー中央部のそりをIonic System社製ウエハーストレ
スゲージで測定し、その変位量から下記式により求め
た。
The internal stress was determined by measuring the warpage of the central portion of the silicon wafer before and after forming the carbonaceous film with a wafer stress gauge manufactured by Ionic System, and calculating the displacement from the following equation.

(式中、Σは内部応力(dyn/cm2)、dはシリコンウエ
ハー中央部の変位量、rはシリコンウエハー半径、ES
シリコンのヤング率、υはシリコンのポアソン比、TS
シリコンウエハーの厚さ、Tfは炭素質膜の厚さをそれぞ
れ示す。) 炭素質膜中のアルゴン含有量が1原子%未満では硬度
が不充分であり、またアルゴン含有量が1原子%以上に
なると、炭素質膜の内部応力が増大し、密度も高くなる
ことが分かる。この理由は不明であるが以下のように考
えられる。成膜中の炭素質膜に高いエネルギーを持った
アルゴン原子が衝突し、これが生成中の膜を緻密化させ
る。膜中にアルゴンが侵入することと、緻密化により炭
素原子間距離が縮まることにより、膜中の圧縮応力も高
まることになる。バルクの材料では圧縮応力の増加とと
もに硬質化されることが認められており、本試料も圧縮
応力の増加と共に硬質化したものと思われる。一般に硬
質化は、耐摩耗性の向上に有効と認められており、炭素
膜を硬質化したことが、本発明が有効であることの理由
の一つと思われる。
(Where Σ is the internal stress (dyn / cm 2 ), d is the displacement of the center of the silicon wafer, r is the radius of the silicon wafer, E S is the Young's modulus of silicon, υ is the Poisson's ratio of silicon, and T S is silicon The thickness of the wafer and T f indicate the thickness of the carbonaceous film, respectively.) When the argon content in the carbonaceous film is less than 1 atomic%, the hardness is insufficient, and when the argon content is 1 atomic% or more, the internal stress of the carbonaceous film increases and the density also increases. . The reason for this is unknown, but is considered as follows. Argon atoms having high energy collide with the carbonaceous film being formed, which densifies the film being formed. The compressive stress in the film also increases due to the penetration of argon into the film and the reduction of the distance between carbon atoms due to densification. It is recognized that the bulk material is hardened as the compressive stress increases, and it is considered that this sample also hardened as the compressive stress increased. Generally, hardening is recognized to be effective in improving wear resistance, and it is considered that hardening of the carbon film is one of the reasons that the present invention is effective.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明が解決しようとする問題点は、他の方法でも解
決が可能である。例えば、磁気記録媒体の表面を粗くす
る方法である。しかし、記録の高密度化を考えると、浮
上ヘッドと磁気記録媒体の浮上距離を下げる方向が望ま
しく、磁気記録媒体の表面を粗くする方法はこの方向と
逆行するためで望ましくない。他にも保護膜の上に適切
な潤滑剤を塗る方法がある。しかし、潤滑剤によって
は、逆に摩擦係数の上昇を加速することがあり、かりに
良好な潤滑剤を選んだとしても、潤滑剤の寿命は保護膜
にも依存しており、良質の保護膜が望まれることに変わ
りはない。
The problem to be solved by the present invention can be solved by other methods. For example, there is a method of roughening the surface of a magnetic recording medium. However, considering the recording density, it is desirable to reduce the flying distance between the flying head and the magnetic recording medium, and the method of roughening the surface of the magnetic recording medium is not desirable because it is opposite to this direction. There is another method of applying an appropriate lubricant on the protective film. However, depending on the lubricant, the increase in the coefficient of friction may be accelerated, and even if a good lubricant is selected, the life of the lubricant also depends on the protective film. It is still desired.

本発明によると、摩擦係数の大幅な増加を防ぐことが
できる。摩擦係数の増加が少ないということは、ヘッド
と磁気記録媒体の摺動による物理的変化及び化学的変化
が少ないということであり、単に摩耗耐久性のみなら
ず、環境に対する耐久性も良好であることを意味し、本
発明により信頼性の高い磁気記録媒体を得ることができ
る。
According to the present invention, a large increase in the coefficient of friction can be prevented. A small increase in the coefficient of friction means that physical and chemical changes due to sliding of the head and the magnetic recording medium are small, and that not only wear resistance but also environmental durability are good. This means that a highly reliable magnetic recording medium can be obtained by the present invention.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】非磁性基板上に薄膜磁性層及び炭素質保護
層を形成してなる磁気記録媒体において、炭素質保護層
中に周期律表第0族の元素が1原子%以上含有されてい
ることを特徴とする磁気記録媒体。
1. A magnetic recording medium comprising a thin film magnetic layer and a carbonaceous protective layer formed on a nonmagnetic substrate, wherein the carbonaceous protective layer contains 1 atomic% or more of Group 0 element of the periodic table. A magnetic recording medium.
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