JP3965404B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
従来より、スパッタリングによる成膜技術を用いて作製される磁気記録媒体には、磁性膜を磁気ヘッドによる摺動から保護する目的でダイヤモンドライクカーボン(DLC)保護膜を設けており、その膜厚は5nm以下にまで薄膜化されている。近年では、また、磁気ヘッドと磁気記録媒体の摩擦を低減する目的で保護膜の上にはパーフルオロポリエーテル液体潤滑剤を用いるのが一般的である。
特許文献1には、炭化水素ガスを用いたケミカルベーパーデポジション(CVD)法により炭化水素ラジカルと炭化水素イオンを基板に堆積させたDLC保護膜が開示されている。また、特許文献2には、磁気ヘッドの浮上性の観点から、DLC保護膜においては、水素含有量が35%以下が望ましいことが開示されている。
特許文献3には、非磁性高分子基板上のグラニュラー磁性膜に適用する保護層を成膜する際に炭化水素系ガスと水素を用いてCVD法をする方法が開示されている。また、基板にプラスチック基板を用いるため、基板にバイアスを印加しない方式が好ましいことが開示されている。
さらに材料供給量を低減しても圧力が維持できるように排気コンダクタンスを小さくした場合、チャンバー内でプラズマの偏りが起こり基板上に均一に成膜できないといった問題が起こる。また保護膜中の水素含有量は40%程度となり磁気ヘッド浮上性は改善できない。
本発明は上記の如き問題点を解消する為になされたものであり、目的は、グラニュラー磁性膜を用いた垂直磁気記録媒体の如き比較的低温で作製される垂直磁気記録媒体においてDLC保護膜層の形成速度を安定制御できる領域にまで低減し、結合力の強いDLC保護膜層を付与し耐食性、磁気ヘッドによる耐摺動性を供し、さらにはDLC保護膜層の水素含有量を30%以下に低減することで磁気ヘッド浮上安定性に優れた垂直記憶媒体及びその製造方法を提供することにある。
また密着層2と軟磁性層3の間に軟磁性裏打ち層を設けても構わない。この場合の代表的な構成として密着層2の上にNi−18at%Feを6nm、Fe−50at%Mnを17nm、Co-10at%Feを3nmをこの順に順次成膜して軟磁性層3を設けた。
上記手法により作製したサンプルの膜中の水素量は図5に示すようにエチレン流量(C2H4FLOWRATE)を130sccm一定とし水素流量(H2FLOWRATE)を変化させた場合、水素/エチレン流量比率(H2/C2H4RATIO)が0/1から0.5/1の範囲で炭素に対する水素の比H/Cは0.3から0.2に減少し、水素/エチレン流量比率(H2/C2H4 RATIO)が0.5/1以上で増加炭素に対する水素の比H/Cは増加に転じた。すなわち図6で検量すると、水素の添加がない場合、保護膜中の水素量(Hydrogen Content)が約35at%に対してエチレンに水素ガスを混合することで保護膜中の水素量を約25%にまで低減できる事を示している。さらに2.0Pa一定とした場合には水素/エチレン流量比率が0/1〜1.8/1の範囲で炭素に対する水素の比H/Cは0.3から最少で0.17にまで減少する。すなわち保護膜中の水素量は約35%から20%にまで低減できた。
スクラッチダメージに対する強度試験を以下に説明する。磁気ディスクと磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置内に,平均粒径0.2μmのアルミナ粉を噴霧し,磁気ヘッドを円板上で5分間スイープする。このとき,磁気ヘッドの浮上量は10nm,ヘッドスイープ周波数は1Hz,磁気ディスクの回転数は4200min-1であった。なおアルミナ粉は,噴霧器に約3μg入れられ,磁気ディスク装置に実装された磁気ディスク表面上の約10cm上から噴霧された。その後,円板表面に45°の角度から白色光を入射し,円板表面からの散乱光をCCDで位置分解し,画像処理することで,任意の閾値以上のスクラッチを計数した。
この評価の結果を図8に示す。すなわちスクラッチカウント(Scratch Counts)は水素ガスの混合により低減でき、水素/エチレン流量比率(H2/C2H4 RATIO)が0.5以上の範囲でとくに良好な結果が得られた。
磁気記録媒体の耐食性は以下の条件にて評価した。温度が60℃で,相対湿度が95%の温湿度環境槽内に4日間,磁気ディスクを放置する。4日後,温湿度環境槽から磁気ディスクを取り出し,米国Candela Instruments社製Optical Surface Analyzer Model 2120のCorrosion Analysis測定によって,磁気ディスク表面の腐食点(Corrosion Counts)を計数した。
この評価の結果を図9に示す。すなわち耐食性は水素ガスの混合により向上でき、水素/エチレン流量比率(H2/C2H4 RATIO)が0.23以上の範囲でとくに良好な結果が得られた。
以上の結果を纏めると、RF-CVD法によるDLC保護膜層の形成に用いる炭化水素(エチレン)ガスに水素ガスを混合することで保護膜層の形成速度を抑制でき、保護膜中の水素量を低減できる。水素ガスの混合により材料ガスである炭化水素ガスの供給量を低減しても高密度なプラズマを安定して得ることが可能となる。その際に、基板にバイアス電圧を印加することにより、プラズマ中の水素イオンが基板近傍のシースにより加速され基板上で結合力の弱い炭化水素ラジカルと結合し再ガス化して取り去ること、水素ラジカルもシースにより加速はされないが基板上で同様の働きをすることで成膜速度の低減効果と保護膜中の水素量の低減効果を得ることが可能となる。さらに上述の手法によって作製したグラニュラー磁性層を備える垂直磁気記録媒体はH2/C2H4を0.5〜2.0の範囲にすることで保護膜層が4.0nmと極めて薄い状態であってもヘッドの低浮上安定性に優れ、耐摺動信頼性、耐食性に優れていると言う事が証明された。
Claims (6)
- 非磁性基板上に少なくとも密着層形成する工程と、軟磁性層を形成する工程と、前記非磁性基板を冷却する工程と、グラニュラー磁性膜を形成する工程と、前記非磁性基板を冷却した状態でダイヤモンドライクカーボン保護膜を炭化水素ガスと水素ガスを用いてCVD法により形成する工程と、を有し、
ダイヤモンドライクカーボン成膜工程において、前記炭化水素ガスから分離した炭化水素ラジカルが付着した前記非磁性基板にバイアス電圧を印加して前記炭化水素ラジカルを再脱離させる工程を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法は、さらに 前記グラニュラー磁性膜を形成する工程の前に中間層を形成する工程とを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記炭化水素ガスは、エチレンガス、アセチレンガス、メタンガス、エタンガスの内少なくとも一つであることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
炭化水素ガスにエチレンガスを用い、エチレンガスと水素ガスの体積流量比率(H2/C2
H4)を0.5以上2以下とすることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法は、さらに前記保護膜を形成する工程後に潤滑層を形成する工程を有し、前記非磁性基板はガラス基板であることを特徴とする垂直磁気記憶媒体の製造方法。
- 請求項5に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記軟磁性層は、第1軟磁性膜と、第2軟磁性膜と、前記第1と第2軟磁性膜との間に配置されたRu層とを具備し、 前記グラニュラー磁性膜は、コバルトと、クロムと、白金と、二酸化シリコンとを含有することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
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