JPH0319120A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［分野］ 本発明は薄膜型の磁気記録媒体とその製造方法に関する
ものであり、更に詳しくはカーボン元素を主成分とする
保護層を有する磁気記録媒体とその製造方法に関する。

［従来技術］ 近年、記録媒体の高密度化に対する要請に伴つて、Ｆｅ
，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属をメッキ法．スバッタ法．
蒸着法等によって１μ汎以下の薄膜に形成して記録層と
した薄膜型の磁気記録媒体が実用化されつつある。

中でも、高密度記録に適した媒体として、ハードディス
クではＮｉを２０〜３０ａｔ％含有するＣＯ−Ｎｉ合金
躾やクロムＣ『を１８〜２２ａｔ％含有するＧＯ−Ｃｒ
系合金膜の磁性層が検討されている。

とくに、フレキシブルディスクやハイビジョン用テープ
としてＧｏ−Ｃｒ合金系の垂直磁化膜からなる垂直磁気
記録媒体が注目されている。

磁気記録の特徴は、ヘッドと媒体とを密＠摺動させるこ
とで安定な記録・再生を行うことにある。

高密度記録になる程、ヘッドと媒体表面の密着性を確保
しなければならない。この為、ヘッド・媒体間のトライ
ボＯジが高密度記録の実現には重要である。

記録層として高密度記録に適した合金系磁性薄膜を用い
た薄膜型の磁気記録媒体の場合には、磁気記録ヘッドと
の摩擦抵抗が大きいため記録層の磁性薄膜は摩耗や損傷
を受け易く耐久性に欠けるという難点があり、その上に
保護層更には潤ＷＩ層を設けるのが一般である。

ところで、保護層の厚みによって記録の信頼性が左右さ
れ、例えば０．１μ風以上の保護層を形成する場合には
高密度記録例えば１００ｋｆｃｉ以上の記録・再生．レ
ベルは低下する。

従って、所要の記録密度で、安定に信頼性の高い記録・
再生が出来る１１１１の保護層が必要となる。

これに対して、従来より記録層の磁性金Ｎ薄膜上に設け
る保護層として有機高分子膜，金属酸化物，セラミック
ス等、多種多様な提案がなされている。

中でもヘッドとの摺動特性面等からカーボン系保護膜が
注目され、特公昭６０−２３４０６１号公報のダイヤモ
ンド状カーボン保護層等既に多くの提案がある。これら
カーボン系保護膜の欠点の一つは、記録層の金属薄膜と
の接着性が良くない点である。

これに対して、特開昭６２−１０９２２２号公報には、
カーボン保護膜と記録層との間にシリコン層を設けて接
着性を改良するものが提案されている。しかしこの方法
は保護膜が２層となるので生産上不利であり、且つその
膜厚も単層躾に比し大きくなり記録・再生面でも不利と
なる。特に後者は高密度記録、中でも垂直磁気記録方式
においては重要な問題である。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、薄膜で良好
な耐摩耗性を有し且つ金属薄膜の記録層との接着性も良
く耐久性に優れた磁気記録媒体と、この磁気記録媒体を
安定して連続的に生産できる製造方法とを目的としたも
のである。

［発明の構戒〕 上記目的は以下の本発明により達成される。すなわち本
発明は、強磁性薄膜よりなる記録層上に保護層Ｉを設け
た磁気記録媒体において、前記保護層が、記録層側の表
層の濃度が２，５ａｔ％以上、表面倒の表層の濃度が４
ａｔ％以下、層全体の平均濃度が１５ａｔ％以下となる
ようにＳｉを含有するカーボン膜であることを特徴とす
る磁気記録媒体を第１発明とし、強磁性薄膜よりなる記
録層上に表面一よりも記録層側の濃度が高くなるように
８１を含有するカーボン膜からなる保護層を設けた磁気
記録媒体の製造方法において、前記保護層を、単なるカ
ーボンターゲットとＳｉを含有するカーボンターゲット
とを対向配置した対向ターゲット式スバッタ法により、
前記記録層を形成した基板をＳｉを含有するカーボンタ
ーゲット側から単なるカーボンターゲット側へ移送しつ
つ形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を
第２発明とするものである。

上述の第１発明は、Ｓｉの金ｌｉｌｉ１膜との接着性に
着目し、種々検討した結果、カーボン膜にＳｉを微量添
加することにより、カーボン膜の対ヘッド摺動特性は損
われず、且つ記録層との接着性が改良されて耐久性が改
良されることを見出し、なされたものである。

そして、ヘッド虐動特性，耐摩耗性は、カーボン膜のヘ
ッドと摺動する表面側の表層の８１の濃度が４ａｔ％以
下であれば、何ら損わず、又記録層との接着性すなわち
耐久性は、カーボン膜の記録層側の表層のＳｉの濃度が
２．５ａｔ％以上であれば、充分であることが見出され
た。なお、Ｓｔの濃度は、カーボン膜の特徴を保持する
上で層全体の平均濃度が１５ａｔ％以下とすることが必
要である。更に保護層全体の耐久性面よりｓｉは、記録
層側から表面側へ漸減する傾斜濃度となっていることが
好ましい。

ところで保護層の膜厚はスベーシングロスの面から薄い
程好ましいが、上記本発明の保護層は３ｏｎ１以下のｌ
膜でも充分に耐摩耗性．耐久性が得られ、高密度記録面
で非常に有利である。

以上の保護層の形成方法としては、特に制約はなく、公
知の真空蒸着法，スバッタ法等が適用される。中でも特
開昭５７−１００６２７号公報，特開昭５９−１９３５
２８号公報等で公知の真空槽内にターゲットを対向配置
してその側方に配した基板上に膜形成する対向ターゲッ
ト式スバッタ法を用いた第２発明は、Ｓｉを所望の傾斜
濃度で含有したカーボン躾が安定して連続生産できる点
で好ましく適用できる。

以上の本発明は、公知の強磁性ｓｍを記録層とした全て
の薄膜型磁気記録媒体に適用される。これらには、具体
的には基板上に、γ酸化鉄の薄膜を設けたもの、鉄，コ
バルト，ニッケル等の金属あるいはこれらの合金からな
る面内記録用の強磁性金属１ｌＩを設けたもの、垂直磁
気異方性を有するコバルト・クロム系合金薄膜等からな
る垂直記録用の強磁性金属薄膜を設けたもの、または鉄
，パーマロイ，コバルト・ニオブ・ジルコン合金等の高
透磁率を有する軟磁性金属層上に前述の垂直記録用の金
属Ｓ膜層を積層したもの等公知の面内あるいは垂直記録
用のｉｌｌ型の磁気記録媒体がある。中でも実施例に示
すコバルトークロムを主成分とする合金薄膜よりなる垂
直磁気記録媒体に好ましく適用される。

なお、基板としてはポリエステル，ポリイミド等の高分
子フイルム．ガラス板，アルミニウム合金板等が使用さ
れ、磁気テープ．フ０ツビーディスク．ハードディスク
等用途に応じて選択される。

これらの磁気記録媒体は、基体上に記録層となる磁性Ｗ
Ｉ膜を形成することにより製造される。このａｌＩ形成
法としては、前述の保護層と同様に連続薄膜の形成法と
して公知の真空蒸着法，スバッタ法、更には特開昭５７
−１００６２７号公報，特開昭５９−１９３５２８号公
報等で公知の対向ターゲット式スパッタ法等の物理蒸着
法、あるいはメッキ法等が利用される。

以下に垂直磁気記録媒体の実施例にもとづいて、本発明
の詳細を説明する。

実施例１ 第１図は実施例の構成の説明図で、フレキシブルディス
ク用の両面記録の垂直磁気記録媒体である。厚さ５０μ
卯のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを
基体１とし、その両面に厚さ０．４μ風のＮｒ　−Ｆｅ
−ＭＯ合金よりなる軟磁性薄膜層２と、０．１μｍのＧ
ｏ　−Ｏｒ　　（Ｃｒ含有１　：　２０ｗｔ％〉の合金
薄膜よりなる垂直磁気記録層３を特開昭５７−１００６
２７号公報と同様に対向ターゲット式スバッタ法で、基
板を移送させながら順次積層し、更にその上に以下のよ
うにして保護層４としてシリコン含有カーボン膜を第２
図に示す対向ターゲッ：〜式スパッタ装置で形成したも
のである。

この対向ターゲット式スバッタ装置は、特開昭６３−２
７０４６１号公報開示のものと同じもので、真空槽１０
内に対向配置したターゲットＴ．Ｔ’の垂直方向に磁界
を印加してスパッタリングし、ターゲットＴ．Ｔ’の側
方に配置した基板Ｓ上に膜形成する対向ターゲット式ス
パッタ法において、ターゲットＴ．Ｔ’の周囲にγ電子
等を反射する電子反躬板６０を設け、スパッタ特性を向
上させたものである。図において、２０は真空槽１ｏを
排気する真空ポンプ等からなる排気系、３０は真空槽１
ｏ内に所定のＡｒ等のスバッタガスを導入するガス導入
系である。４０は基板移送手段でターゲット部１００，
１００′　に対して基板ＳとターゲットＴ．Ｔ’の基板
Ｓに面する辺とが所定の空間距離を隔てて平行に対面す
るように配設してある。５０はスパッタ電力供給手段で
ある。

そして保護層４のカーボン躾は以下のように形成した。

すなわち、ターゲットＴ′は冷却用銅板プレート１５ｍ
に５履厚の単なるカーボンターゲット〈純度９９．９９
９％〉を設けたものを用いた。夕一ゲットＴは、ターゲ
ットＴ′と同じカーボンターゲットの表面に９９．９％
純度のシリコンチップ１ａ×１αＸ１ＪＩＩＩ厚さをＳ
ｉ濃度に応じて所定数配置した。なお、ターゲット形状
は基板に面する辺の長い、大きさが１２４ｍｓ＋Ｘ　５
７５ａｗｚの巾広の長方形である。垂直硼気配録層３ま
でを設けた０−ル状の基板Ｓを繰り出しロール４３と支
持ロール４２と巻取り口ール４１とからなる基板移送手
段４０の繰り出し口−ル４３にセットとした。基板移送
手段４０により基板Ｓの張力を張力検出器（図示省略）
で検出して、一定張力となるように支持ロール４２の周
速に同期制御して、基板ＳをＳｉ含有のカーボンターゲ
ットＴから単なるカーボンターゲットＴ′の方向に移送
しつつ、電力供給手段５０によりスバッタ電力を供給し
てスバッタし躾形成した。

膜形成はアルゴンガス圧１．ＯＰａ　，スバッタ電力Ｄ
Ｃ４ＫＷのスバッタ条件で行い、第１図の積層構成の垂
直磁気記録媒体を得た。

保護１１４のカーボン膜としてはシリコンチップの数を
調整してＳｉ濃度の異なる表１のサンプルを作成し評価
した。

表　　１ 表１において、Ｓｉ平均濃度は保護層全体の平均濃度で
ある。又その厚み方向の組成のデブスプロファイルはパ
ーキンエルマー社製の走査型オージエ分光装置（型名：
ＰＨ１６１０）を用いて測定した結果である。

得られた各サンプルを３．５インチ径のフレキシプルデ
ィスクに打抜いて、ディスクサンプルとし、以下のよう
にして耐久性を評価した。

すなわち、市販のフＯツビーディスクドライブを用い、
そのヘッド部を第１１回日本応用磁気学会学術講演概要
集１　ＰＡ　−　４　（　１９８７．１１　）開示のヘ
ッド構成すなわちヘッドの前後にディスクの面振れを規
制するパッドを配置すると共にヘッドのディスクへの当
接点の周囲を支持する硬質の棒状パッドを配置したヘッ
ド構成に改造したものを用いて行なった。

なお、耐久性テストに先だって光学式センサーによるデ
ィスクの面振れを調べ、面振れを２０μ風以下に調整し
た後、ダミーヘッドを用いてバス数と摩擦力の関係につ
いて評価した。なお摩擦力の測定はダミーヘッドに作用
する摩擦力をストレインゲージで検出する方式で行なっ
た。ダミーヘッドの尖頭形状は７ｊｌＩＩＲの球面，材
質はビツカース硬度１３００のＺｒＯ２を用いた。

ヘッド荷重５　ＩＮに設定して、摺動バス数に対して摩
擦力の変化を調べた。テストに先だって、潤滑剤として
０．２％ｍ度の７オンプリン（商品名）をディスクサン
プル摺動面に塗布した。

第３図に溜動パス数に対するｒｓ擦力の変化の測定結果
を示す。

実施例１．２では図示の通りスタート時の摩擦力１．１
　ＩＮに対して、５０万バスまで異常な摩擦力の発生は
なく、スタート時とばば同じ摩擦力１．２ＩＮであった
。

一方比較例１の場合は、スタート時の摩擦力は１．１　
ｍＮであり実施例１．２と同じであったが、バス数の増
加につれて摩擦力が増加し、５０万バスでは１．９ｍＮ
に変化した。

虐動テスト後に、ディスク摺動面及びダミーヘッドの摺
動而を顕微鏡観察及び精密表面ブＯフ７イラーａ　−　
Ｓ　ｔｅｐ　２００　　（　Ｔ　ｎｅｃｏｒ社）で調べ
た。

実施例１．２ともに、ディスク摺動部には何ら変化は無
かった。ダミーヘッド摺動面には尖頭部で６０μ７ＦＬ
径の削れが観察され、その周辺に僅かにコンタミが生じ
ていたが、綿棒で拭いたところ簡単に除去できた。

一方比較例の場合、ディスク摺動部には一周のうち局所
的に汚れが観察されたがスクラッチはなかった。但し、
ダミーヘッド虐動面には尖頭部で６０μ扉径の削れが観
察され、その周辺に生じていたコンタミは綿棒で実施例
１．２と同様に拭いた程度゛では除去できず、ヘッド面
に固着していた。

これは保護層の一部が剥離したものと思われる。

以上より本発明のＳｉ含有カーボン膜保護層は、３００
人以下の薄い膜で従来のカーボン膜と同様の図動特性を
有しかつ剥離がなく、耐久性において大巾な向上が得ら
れることがわかる。

ところで、第４図．第５図のデブスプロファイルより明
らかなように実施例１．２ともに、ＣｏＣ『合金の記録
層と保護層との界面に５〜ｅａｔ％の酸素が存在してい
る。

又、Ｓｉ濃度は保護層の表面側の表層では実施例１の場
合０．８ａｔ％、実施例２の場合４ａｔ％、その記録層
側の界面近傍では実施例１の場合２．５ａｔ％、実施例
２の場合１５ａｔ％であり、かつ厚み方向に比例的に増
加している。

従来、カーボン保護層をＧｏ　−Ｃｒ　＄！媒体に適用
する場合には、Ｇｏ−Ｃｒ層界面に酸素が存在するとカ
ーボン保護層の接着性が低下することが報告されている
（′Ｉ４子通信学会創立７０周年記念総合全国大会昭６
２、Ｓ３−９）。そして、この場合にＧｏ−Ｃｒ層界面
をＡｒエッチングして酸素を除去することでカーボンの
接着性が改善し、保護層として機能することがＡＥＳに
よるプロファイルの測定から明らかにされている。

本発明によれば、上述の通り、Ｃｏ−Ｃｒ層の界面に酸
素がある場合でも、保護層として優れた性質を持ってい
ることがわかる。すなわち、従来技術に較べて生産工程
が短縮できる利点も有している。

又上記から、保護層のＳｉ濃度は保護層の表面側の表層
では４ａｔ％以下、記録層側の表層では２．Ｓａｔ％以
上であれば、前述の作用効果が得られることがわかる。

又前述した対向ターゲット式スバッタ法によりＳｉ濃度
が記録層側から表面側へ比例的に増加した保Ｗ１ｌＩｉ
が連続的に形成できることもわかる。

以上の通り、本発明は薄膜型磁気記録媒体の特性並びに
耐久性向上に大きな寄与をなすもので、工業上非常に有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の垂直磁気記録媒体の積層構成の説明図
、第２図は実施例に用いた対向ターゲット式スパッタ装
置の説明図、第３図は実施例及び比較例のパス数に対す
るＦｌ擦力変化の測定結果をホすグラフ、第４図（Ａ）
．（Ｂ）は実施例１の，第５図は実施例２の厚さ方向の
組成分布の測定結果のグラフで、第４図（Ｂ）は第４図
（Ａ）の低濃度部の拡大グラフである。 １：基板　　　　　　４：保護層 １０：真空槽　　　　　４０：基板移送手段６０：電子
反射板　　　Ｔ．Ｔ’：ターゲット１）（；　フ　図 ｌト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強磁性薄膜よりなる記録層上に保護層を設けた磁気
   記録媒体において、前記保護層が、記録層側の表層の濃
   度が２．５ａｔ％以上、表面側の表層の濃度が４ａｔ％
   以下、層全体の平均濃度が１５ａｔ％以下となるように
   Ｓｉを含有するカーボン膜であることを特徴とする磁気
   記録媒体。 ２、前記カーボン膜は、表面側よりも記録層側の濃度が
   高くなるようにＳｉを含有するカーボン膜である請求項
   第１項記載の磁気記録媒体。 ３、前記保護層の膜厚が１０〜３０ｎｍである請求項第
   １項又は第２項記載の磁気記録媒体。 ４、前記記録層がＣｏＣｒ合金膜よりなる垂直記録層で
   ある請求項第１項、第２項又は第３項記載の磁気記録媒
   体。 ５、強磁性薄膜よりなる記録層上に表面側よりも記録層
   側の濃度が高くなるようにＳｉを含有するカーボン膜か
   らなる保護層を設けた磁気記録媒体の製造方法において
   、前記保護層を、単なるカーボンターゲットとＳｉを含
   有するカーボンターゲットとを対向配置した対向ターゲ
   ット式スパッタ法により、前記記録層を形成した基板を
   Ｓｉを含有するカーボンターゲット側から単なるカーボ
   ンターゲット側へ移送しつつ形成することを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。